Skip to main content

Full text of "Gran enciclopedia informática 01 - Informática básica 1"

See other formats 


MORMAUCABASICA/l 


GRAN 
NCICLOPEDIA 

INFORMAEA 


EDICIONES  NUEVA  LENTE 


SUMARIO 

El  nacimiento  de  la  informática  5  Generaciones  de  ordenadores 

Ordenadores,  minis  y  micros  1 3  Z^r 

La  arquitectura  de  los  ordenadores  25 

Del  microprocesador  al  microordenador  29  La  revolución  microinformática 

Estructura  de  un  sistema  microordenador  37  pelr" ™ ' 

Unidades  de  memoria  53  soportes  masivos 

La  memoria  central  de  los 

microordenadores  58  Organización  y  funcionamiento 

Unidades  de  entrada/salida  73  0—'"  ' ''''''' 

Evolución  de  los  dispositivos  periféricos  83        '''''''' ' 

Los  modernos  soportes  de  información  91  mTmíI¡róX"s''''' ^ 
Los  periféricos  de  la  microinformática 


doméstica  99 
CPU  de  grandes  ordenadores  1 05 


Accesorios  para  el  ordenador  en 


casa 


Procesadores  científicos,  de 
gestión  y  ambivalentes 


Naturaleza,  ventajas  e 

Multiprocesamiento  1 09  SprSores'" 

Teleprocesamiento  1 1 3  Enlace  de  ordenadores  remotos 


Telemática  121 


La  síntesis  de  informática  y 
telecomunicaciones 


Una  pubHcdción: 
Edicbnes  Nueva  lente,  S.  A, 

Director  editor  MIGUEL  J.  GOÑI 

Dirsctor  de  producción:  SANTOS  ROBLES.  

Director  de  ía  obra:  FRAMCISCO  LARA. 

Coiaboradores:  PL/3  -  MANUEL  MUÑOZ  -  AMGEL 
MARTINEZ  -  MIGUEL  DE  ROSENDO  -  DAVID  SAN- 
TAOLALLA  -  SANTIAGO  RUIZ  -  LUIS  COCA  -  MI- 
GUEL ANGEL  VILA  -  MIGUEL  ANGEL  SANCHEZ  - 
VICENTE  ROBLES. 

Diseño:  BRAVO/LOFISH. 

ilasmión:  JOSE  OCHOA, 

Fotografía:  (Equipo  Gálats)  -  ALBINO  LOPEZ  y 

EDUARDO  AGUDELD.  

Ediciones  Nueva  terete,  S.  A.:  . 

Dirección  y  Administración:  Benito  Castro,  12. 

28028  Madrid.  TeL;  245  45  98. 

Números  atrasados  y  suscripciofies: 
Ediciones  IngeleR,  S.  A. 

Plaza  de  la  Rep.  Ecuador,  2  -  \:.  28016  Madrid. 
Tel.:  250  58  20. 

Pían  general  de  la  obra:  18  tomos  monográficos  de 
aparición  quincer^aL  

Distribución  en  España:  COEDiS,  S.  A.  Valencia, 
245,  Tel.:  215  70  97. 08007  Barcelona. 

Deiegación  en  Madrid:  Serrano.  165. 
TeL:411  11  48, 

Distribución  en  Chiie:  Alfa  Ltda. 

importador  exciusivo  Cono  Sur:  CADE,  SRL.  Pasaje 
Sud  América,  1532.  Tel.:  21  24  64.  Buenos  Aires 
-  1.290.  Argentina. 

f  Ediciones  Nueva  Lente,  S.  A.  Madrid,  1986, 

Fotomecánica:  OCHOA,  S.  A. 
Miguel  Yuste,  32.  28037  Madrid. 

impresión:  GRAFICAS  REUNIDAS,  S.  A. 
Avda.  de  Aragón,  56.  28027  Madrid. 
ISBN  de  la  obra:  84-7534-184-5. 
ISBN  del  tomo  1:84-7534-185-3. 

Prínted  in  Spain 

Depósito  legal:  M.  27.605-1986  

Queda  prohibida  la  reproducción  total  o  parcial  de 
esta  obra  sin  permiso  escrito  de  la  Editorial. 

Precio  de  venta  el  público  en  Canarias,  Ceuta  y  Me- 
lilía:  470  ptas.  Septiembre  1986. 


El  nacimiento  de  la 
informática 


ntre  todas  !as  má- 
quinas que  h3  in- 
ventado el  hombro 
para  servirse  de 
ellas,  hay  una  que 
ha  destacado  muy  por  encima  de  las  de- 
más: el  ordenador  electrónico.  Durante 
muchos  años  se  le  ha  otorgado  el  título 
de  «cerebro»  y  se  han  empleado  innu- 
merables horas  en  discutir  apasionada- 
mente sobre  si  estas  máquinas  piensan 
fealmente  o  no,  Stn  lugar  a  dudas,  el  ca- 
lero humano  es  mucho  más  perfecto  y 
eficiente  que  cualquier  máquina  de  cal- 
cuAar,  por  muy  sofisticada  que  ésta  sea. 
En  ío  único  que  se  ve  superado  el  cere- 
bro por  la  máquina  es  en  la  velocidad  de 
cáicuto,  probablemente  de  ahí  venga  su 
^rRcación,  La  búsqueda  de  aparatos 
de  apoyo  para  mejorar  dicha  velocidad 
3313  de  tiempos  inmemorables. 


Antecedentes  históricos 

Sí  intentamos  encontrar  el  origen  de 
[as  máquinas  de  calculan  y  no  somos 
demasiado  rigurosos  en  cuanto  a  las  ca- 
racterísticas exigidas  para  ser  conside- 
radas como  tales,  podemos  retroceder 
varios  miles  de  años,  sin  poder  precisar 
cuántos,  hasta  llegar  al  más  elementa! 
de  los  utensilios  destinados  a  facilitar  el 
cálculo:  el  abaco.  Aun  a  pesar  de  su  an- 
tigüedad, sigue  utilizándose  actualmen- 
te en  algunos  países  asiáticos,  donde 
tuvo  su  origen. 

£1  ábaco  está  constituido  por  una  ta- 
blilla dividida  en  varias  columnas,  la  si- 
tuada más  a  la  derecha  corresponde  a 
las  unidades,  la  anteriora  las  decenas,  y 
así  sucesivamente. 

En  cada  columna  podemos  distinguir 
cinco  cuentas  elementales  y  dos  cuen- 
tas que  representan  cinco  unidades  co- 
locadas en  la  parte  superior.  Una  vez  re- 


Generaciones  de 
ordenadores 


presentado  un  número  mediante  todos 
sus  dígitos  en  las  columnas  apropiadas, 
para  proceder  a  sumarle  otro  bastará 
con  ir  acumulando  dígito  a  dígito,  de  for- 
ma que  si  al  realizar  la  adición  en  alguna 
de  las  columnas  se  llega  a  tener  diez 
cuentas,  éstas  se  eliminarán  y  se  suma- 
rá una  cuenta  en  la  columna  situada  a  su 
izquierda.  Con  un  poco  de  paciencia  y 
algo  de  práctica  se  pueden  realizar,  con 
este  simple  utensilio,  adiciones  y  sus- 
tracciones de  números  grandes  a  velo- 
cidades bastante  elevadas. 

A  lo  largo  de  la  historia  se  han  inven- 
tado otras  muchas  máquinas  que  no  va- 
mos a  considerar  como  prototipos  de 
los  actuales  ordenadores  por  su  senci- 
llez, hasta  que  en  el  siglo  XVII  el  filósofo 
y  científico  francés  Blaise  Pascal,  cuan- 
do tan  sólo  contaba  18  años  de  edad, 
inventó  su  máquina  calculadora.  La  má- 
quina en  cuestión  estaba  construida  a 
partir  de  un  determinado  número  de  rué- 


I 


El  origen  remoto  de  las  máquinas  de  calcular  fo 
encontramos  en  el  ábaco  chino.  Artilugio  que,  aún  a  pesar 
de  su  antigüedad,  sigue  utilizándose  en  algunos  países 
asiáticos. 


^^^^^^^ 


I 


Máquina  de  oaloular 
diseñada  por  el 
matemático 
alemán  Leibniz. 


I 


Máquina  diferencial  de  Babbage. 
Proyecto  iniciado  en  1823  y  abandonado 
en  1824  para  dar  paso  al  desarrollo  de  su 
máquina  analíticai?. 


6 


I Máquina  analítica  de  Babbage.  Zona 
de  engranajes  diseñada  para 
efectuar  ¡a  operación  de  multiplicar  o 
dividir  un  número  por  una  potencia 
cualquiera  de  diez. 


das  dentadas  (hasta  la  aparición  de  los 
relojes  digitales,  este  tipo  de  ruedas  ha 
sido  el  habitual  en  la  industria  relojera) 
de  forma  que  al  rodar  10  dientes  de  la 
primera  rueda,  avanzaba  un  diente  de  la 
segunda;  al  rotar  10  dientes  de  la  segun- 
da, avanzaba  un  diente  de  la  tercera,  y 
así  sucesivamente.  Evidentemente,  di- 
cha máquina  sólo  servía  para  sumar  y 
restar;  además,  su  utilización  era  tan 
farragosa  que  no  suponía  ninguna  ven- 
taja práctica  respecto  al  cálculo  manual, 
más  bien  todo  lo  contrario. 

La  máquina  di  senada  por  Pascal  sirvió 
de  base  para  ta  que  un  siglo  más  tarde 
construyó  el  matemático  alemán  Leib- 
niz.  El  objetivo  de  Leibniz  era  mucho  más 
ambicioso,  ya  que  para  él  la  máquina  no 
era  más  que  un  puente  entre  el  enuncia- 
do de  un  problema  y  su  resolución.  De 
alguna  forma  daba  a  su  máquina  el  sen- 


tido que  en  la  actualidad  damos  a  los 
algoritmos. 

La  máquina  original  de  Pascal  sólo  ser- 
vía para  la  adición  y  la  sustracción,  la 
perfeccionada  por  Leibniz  también  per- 
mitía  multiplicar  y  dividir  mediante  su- 
mas y  restas  sucesivas.  Para  ello  utiliza- 
ba cilindros  con  dientes  de  diferentes 
longitudes,  ajustando  por  encima  de 
eilos  otros  engranajes  más  pequeños, 
cada  uno  de  los  cuales  representaba  una 
cifra  del  multiplicando  y  estaba  situado 
de  forma  que  cada  giro  completo  del 
conjunto  de  engranajes  largos  registra- 
ba una  vez  el  multiplicando,  y  el  multipli- 
cador se  expresaba  mediante  el  número 
de  giros  de  los  engranajes  largos.  Cuan- 
do en  el  siglo  XIX  se  comercializaron  tas 
primeras  máquinas  de  calcular,  su  siste- 
ma de  funcionamiento  estaba  basado 
precisamente  en  este  mecanismo. 


I 


Máquina  de  multiplicar  diseñada 
para  realizar  la  operación 
directamente,  sin  recurrir  a  la 
repetición  de  adiciones.  Fue 
construida  por  Leof)  Bofiée  en  1887. 


I 


Máquina  tabuladora  eléctrica  de  Holferith  patentada  en  1889.  Dos  veces 
más  veloz  que  las  restantes  máquinas  contemporáneas,  la  tabuladora 
eléctrica  es  la  madre  de  las  modernas  máquinas  de  tratamiento  de 
datos.  Se  utilizó  en  1890  para  elaborar  el  censo  de  los  Estados  Unidos 
de  América, 


6 


Las  máquinas  de  Babbage 

Ya  en  el  siglo  XIX,  el  matemático  in- 
glés Babbage  dio  un  gran  impulso  al  di- 
seno de  máquinas  matemáticas,  como 
él  mismo  las  denominaba.  Dedicó  toda 
su  vida  a  dichas  máquinas  y  encontró 
problemas  insalvables  a  la  hora  de  llevar 
a  la  práctica  sus  proyectos,  ya  que  la 
complejidad  mecánica  que  conilevaban 
era  excesiva  para  aquella  época.  Su  ob- 
sesión por  sus  máquinas  fue  tan  grande 
que  se  convirtió  en  una  persona  huraña 
y  amargada,  él  mismo  llegó  a  afirmar 
que  no  había  conocido  ni  un  solo  día  fe- 
liz en  su  vida. 

Entre  sus  innumerables  trabajos  pode- 
mos citar  la  elaboración  de  una  tabla  de 
logaritmos  que  obtuvo  gran  éxito,  así 
como  unas  tablas  de  mortandad  con  las 
que  pretendió  popularizar  los  seguros  de 
vida.  En  cualquier  caso,  su  principal  ob- 
jetivo era  construir  máquinas  que  calcu- 
lasen e  imprimiesen  tablas  matemáticas. 
Ideó  un  pequeño  modelo  que  consistía 
en  96  ruedas  y  24  ejes,  ai  que  denomi- 
nó «máquina  diferencial».  Babbage  esti- 
mó necesario  tres  años  para  construir 
dicha  máquina  para  el  gobierno  británi- 
co, pero  a  medida  que  avanzaba  en  su 
construcción,  ideaba  nuevos  sistemas 
que  hacían  inútil  todo  el  trabajo  realiza- 
do anteriormente.  Después  de  cinco 
años  tuvo  que  abandonar  el  trabajo  por 
problemas  económicos. 

Pronto  olvidó  el  viejo  proyecto  para 
iniciar  uno  nuevo  al  que  denominó  «má- 
quina analítica»  y  que  -según  él  mismo 
dijo-  era  «una  máquina  que  se  muerde 
su  propia  cola»,  ya  que  los  resultados 
que  producía  podían  ser  utilizados  como 
datos  de  entrada  para  un  nuevo  cálculo. 

La  máquina  analítica  estaba  diseñada 
para  ser  capaz  de  realizar  cualquier  ope- 
ración matemática  y  se  puede  conside- 
rar como  la  primera  máquina  programa- 
ble,  aunque  el  programa  era  externo  a  la 
máquina.  Según  el  diseño,  debía  dispo- 
ner de  una  memoria  capaz  de  almacenar 
1.000  números  de  50  cifras,  podía  utili- 
zar funciones  auxiliares  que  constituían 
su  propia  biblioteca,  podía  comparar  nú- 
meros y  actuar  de  acuerdo  con  el  resul- 
tado de  la  comparación;  en  definitiva,  su 
estructura  era  muy  parecida  a  la  de  los 
primeros  ordenadores  electrónicos. 

Precisamente,  su  principal  limitación 


era  que  para  su  funcionamiento  no  po- 
día contar  con  la  electrónica,  teniendo 
que  conformarse  con  la  mecánica.  Toda 
la  información  se  almacenaba  en  gran- 
des tarjetas  perforadas  que  contendrían 
tanto  los  datos  como  los  programas  y  el 
mecanismo  de  funcionamiento  se  basa- 
ba en  alambres,  que  según  pudieran 
atravesar  o  no  los  orificios  de  las  tarje- 
tas, ponían  en  marcha  los  engranajes 
oportunos. 

Los  fracasos,  debidos  a  la  gran  com- 
plejidad del  sistema,  fueron  continuos  y 
el  proyecto  quedó  abandonado.  No  os- 
tante,  Babbage  estaría  hoy  orgulloso  si 
pudiera  comprobar  cómo  su  lógica  ha 
sido  adoptada  en  los  modernos  ordena- 
dores electrónicos. 


Hacia  el  ordenador  actual 

Eí  paso  decisivo  para  la  construcción 
de  un  ordenador  electrónico,  en  el  sen- 
tido moderno,  lo  dio  Von  Neumann  ya 
entrado  el  siglo  XX,  al  permitir  que  los 
programas  fuera  internos  a  la  máquina. 
Para  ello  se  valió  de  los  grandes  adelan- 
tos de  la  electrónica  en  esos  momentos. 
En  1 944  se  construyó  el  primer  ordena- 
dor  utilizado  con  fines  prácticos:  el 
ENIAC.  Como  en  tantas  otras  ciencias, 
este  avance  vino  provocado  por  las  ne- 
cesidades militares  que  surgieron  con  la 
segunda  güera  mundial.  En  1952  apare- 
cen, sólo  a  título  experimental,  los  orde- 
nadores MANIAC-Í  y  MANÍAC-II.  Sin  lu- 
gar a  dudas,  podemos  afirmar  que  ese 
fue  el  nacimiento  de  unas  máquinas  que 
aún  no  sabemos,  y  ni  tan  siquiera  preve- 
mos, hasta  dónde  pueden  llegar. 


Generaciones  de 
los  ordenadores 

Desde  que  en  la  primera  parte  de  la 
década  de  los  cincuenta  se  empezaron 
a  utilizar  los  ordenadores  con  fines  co- 
merciales, éstos  han  evolucionado  has- 
ta el  punto  de  que  se  pueden  distinguir 
tres  generaciones  distintas  y  claramen- 
te diferenciadas. 

El  método  que  nos  permite  decidir  en 


■ Evolución  hacia 
el  ordenador  electrónico 


1642  Pascal  diseñó  la  primera  máquina  de 
calcuíar  basada  en  ruedas  dentadas  que 
sólo  podía  sumar  V  restar. 

1694  El  matemático  Leibniz  diseña  una  máquina 
ampliando  los  estudios  de  Pascal.  Esta 
calculadora,  además  de  sumar  y  restar, 
también  multiplicaba,  dividía  e  incluso 
extraía  raíces  cuadradas.  Debido  a  la  falta 
de  tecnología  en  esa  época  la  difusión  de 
esta  máquina  fue  escasa. 

1822  8abbage  establece  los  principios  de 
funcionamiento  de  los  ordenadores 
electrónicos  en  un  proyecta  de  máquina 
denominada  «máquina  difereocialM,  que 
podía  resolver  polinomios  de  iiasia  8 
términos. 

1833  Un  nuevo  trabajo  de  Babbage  Ja 

«máquina  analítica)),  puede  considerarse 
como  un  prototipo  de  los  actuales 
ordenadores  electrónicos. 

1944  John  Von  Neuman  propone  fa  idea  de 
ííprograma  interno»  y  desarrolla  un 
fundamento  teórico  para  la  construcción 
de  un  ordenador  efectrónico. 

1945  Entra  en  fu  racionamiento  el  ENIAC 
(Electronic  Numerical  Integrator  and 
Calculator),  su  primera  utilización  fue  para 
la  construcción  de  tablas  para  el  cálculo 
de  trayectoria  de  proyectiles. 

1952  Se  construyen  los  ordenadores  MANIAC-I 
y  MANIAC-fl,  con  lo  que  se  termina  la 
prehistoria  de  ta  informática. 


7 


qué  momento  termina  una  generación  y 
empieza  otra  se  besa  fundamentalmen- 
te en  dos  características:  la  tecnología 
empleada  para  la  construcción  de  los  or- 
denadores y  ta  arquitectura  de  los  siste- 
mas. Describiremos  a  continuación  las 


diferencias  existentes  entre  las  tres  ge- 
neraciones, tanto  desde  e!  punto  de  vis- 
ta de  las  características  físicas  de  los 
equipos,  como  desde  la  perspectiva  de 
las  dinstíntas  técnicas  de  organización  y 
explotación. 


Primera  generación 


ORDEN  DE  MAGNITUDES  TEMPORALES 

SUBMULTIPLO  DE  SEGUMOO 

UNIDAD 

EQUIVALEMCIA 
EN  SEGUNDOS 

MILISEGUNDO 
MICROSEGUNDO 
1  NANOSEGUNDO 
PICOSEGUNDO 

ms 

ns 
ps 

10-^  SEGUNDOS 
10"^  SEGUNDOS 
10-^  SEGUNDOS 
10^^  SEGUNDOS 

Los  ordenadores  pertenecientes  a  la 
primera  generación  estaban  basados 
fundamentalmente  en  válvulas  electróni- 
cas, por  ese  motivo  su  tamaño  era  muy 
grande  y  su  mantenimiento  complicado; 
se  calentaban  rápidamente  y  esto  obli- 
gaba a  utilizar  costosos  sistemas  de  re- 
frigeración. Otra  característica  de  ios  or- 
denadores de  esta  generación  era  la  es- 
casa fiabitidad;  por  ejemplo,  el  tiempo 
medio  entre  dos  averías  de  una  unidad 
central  era  inferior  a  la  hora,  esto  impli- 
caba que  para  garantizar  el  buen  funcio- 
namiento de  un  equipo  se  necesitaba  la 
total  dedicación  de  un  grupo  de  perso- 
nas encargadas  del  mantenimiento.  Los 
tiempos  de  computación  de  los  circuitos 
fundamentales  eran  de  varios  microse- 


^^^^^^ 


—  nyoí?  ^   


IEI  MU  Lincúfn  Laboratory  JX-0  fue  el  primer  ordenador 
trarjsfstorizado  con  programa  resfder)te.  Sus  innovaciones 
más  importantes  se  centraban  en  ef  tubo  de  rayos 
catódicos,  el  lápiz  óptico  y  la  memoria. 


8 


gundos,  con  \q  que  la  ejecución  de  pro- 
gramas largos  implicaba  esperas  incluso 
de  varios  días. 

La  forma  de  ejecutar  los  trabajos  en 
los  ordenadores  de  esta  generación  era 
estrictamente  secuencial:  el  programa, 
que  previamente  se  había  perforado  en 
tarjetas,  se  cargaba  en  la  memoria  del 
ordenador  y,  a  continuación,  se  ejecuta- 
ba, procesando  ias  instrucciones  de  en- 
trada de  datos  desde  cualquiera  de  los 
dispositivos  de  que  se  disponía,  las  ins- 
trucciones de  cálculo  y  las  de  salida  de 
información.  En  cada  instante  el  ordena- 
dor no  se  dedicaba  más  que  a  una  única 
tarea,  por  lo  que  sí  se  estaba  realizando 
un  proceso  de  lectura  de  fichas  perfora- 
das, el  resto  de  los  componentes  del 
sistema  permanecían  ociosos  hasta  fi- 
nalizar la  lectura. 


Segunda  generación 

En  los  ordenadores  de  la  segunda  ge- 
neración se  reemplazaron  las  válvulas 
electrónicas  por  transistores  que  adop- 
taban la  forma  de  pequeños  paralelepí- 
pedos de  silicio,  con  una  base  de  algu- 
nas décimas  de  milímetro  cuadrado  y 
una  altura  de  alrededor  de  150  mieras. 
Cada  uno  de  ellos  iba  montado  en  una 
cápsula  y  se  ensamblaban  con  otros 
componentes,  como  diodos  y  resisten- 
cias, sobre  placas  de  varias  centenas  de 
centímetros  cuadrados.  Esta  innovación 
supuso  una  reducción  considerable  en  el 
tamaño  de  los  ordenadores  y  un  notable 
incremento  en  su  fiabitidad,  de  forma 
que  tos  volúmenes  se  dividieron  aproxi- 
madamente por  cinco  y  la  flabilidad  se 
multiplicó  por  1 0.  También  la  velocidad 


de  cálculo  aumentó  considerablemente. 

Los  órganos  más  baratos  y  más  len- 
tos de  un  sistema  ordenador  son,  gene- 
ralmente, las  unidades  de  entrada  y  sa- 
lida; de  ahí  que  no  tenga  mucho  sentido 
mantener  detenidos  a  los  elementos 
más  caros  de  los  sistemas  mientras  se 
ejecutan  las  instrucciones  de  captura  de 
datos  y  de  presentación  de  resultados. 
Los  equipos  de  la  segunda  generación 
acometían  la  resolución  de  este  incon- 
veniente y  ofrecían  la  posibilidad  de  si- 
multanear el  cálculo  puro  con  ías  opera- 
ciones de  entrada  y  salida.  Sin  embargo, 
esta  simultaneidad  sólo  era  posible  den- 
tro de  la  ejecución  de  un  mismo  progra- 
ma, por  lo  que,  en  general,  tal  alternati- 
va era  poco  utilizada,  con  lo  que  el  re- 
sultado era  una  baja  amortización  de  la 
unidad  central  respecto  a  las  periféricas. 


ílíCCESO 


/  LSCIORA 
K 

\ 

1^ — ' 

\ 

i 

Los  ordenadores  de    primera  generación  se  caracterizan 
por  ejecutar  ios  programas  de  forma  estrictamente 
secuertciaí,  es  decir,  ei  ordenador  sólo  era  capaz  de 
reaifzar  una  soia  tarea  ert  cada  momento 


I 


TARJETAS 


í^OGRAMA.$  Y  DATOS 


ZONA 

 ^  ^  

ZONA 

DE 

oe 

CONVERSIONES 

PROCER 

RESyilADOS 


I 


Los  ordenadores  de  la  tercera  generación  son  capaces  de 
ejecutar  varios  programas  simuitáneamente.  Para  eiio  ia 
memoria  det  ordenador  está  dividida  en  dos  zonas:  de 
^conversíones}>  y  zona  de  <iproceso>K 


La  segunda  generación  de  ordenadores  surge  cuando  los 
transistores  reemplazan  a  ias  váivufas.  Estos  nuevos 
ordenadores  eran  capaces  de  simuitanear  ei  cálcufo  con  ias 
operaciones  de  entrada  y  salida^ 


CONTROL 


A  L 


r 


LINEft  TELEFIQWICA 


TA 


Ei  teteprocesamiento  permite  ai  usuario  de  sistemas 
informáticos  introducir  tos  datos  y  recibir  los  resultados  de 
un  ordenador  situado  en  cualquier  otro  lugar,  siempre  que 
exista  una  comunicación  remota. 


9 


■ Las  generaciones 
de  los  ordenadores 

El  avance  de  la  tecnología  empleada  en  la 
construcción  de  los  ordenadores 
y  los  métodos 

de  explotación  de  los  mismos,  han  variado 
notoriamente  desde  que  se  empezó  a 
comercializarlos  en  tomo  a  1955.  Esto  ha  dado 
lugar  a  que  podamos  distinguir  cuatro 
generaciones  distintas  de  ordenadores. 
El  paso  de  una  generación 
a  otra  siempre  ha  venido 
marcado  por  las  siguientes  características: 


4. 

5. 


Míniaturización  del  tamaño. 

Fiabilidad  (incremento  del  tiempo  medio 

entre  dos  fallos). 

Complejidad  (aumento  de  la  capacidad  de 
resolver  problemas  complicados]. 
Velocidad  de  cálculo. 
Sistemas  de  explotación. 


En  la  primera  generación,  el  sistema  operativo 

sólo  permitía  trabajar  de  forma  estrictamente 

secuencial  [IBM- 704). 

En  la  segunda  se  repartía  la  actividad  del 

sistema  entre  dos  ordenadores:  uno  principal 

que  se  ocupaba  del  cálculo 

y  otro  auxiliar  para  la 

entrada  y  salida  de  datos  |IBM-1401|, 

En  la  tercera  generación  se  integran  todas  las 

tareas  en  un  sistema  único.  Se  puede  trabajar 

con  multiprogramación;  eslo  es: 

el  ordenador  se  ocupa 

simultáneamente  de  varios  programas. 

También  surge  un  nuevo  e  importante 

concepto:  la  memoria 

virtuai,  que  permite  optimizar  el 

empleo  de  la  memoria  principal  (IBM-370). 

La  cuarta  generación  ha  surgido 

con  los  circuitos 

integrados  de  alta  escala  de  integración. 
Algunos  autores  cuestionan 
su  existencia  por  no 

haber  sufrido  modificación  el  método  de 
explotación  de  los  grandes  equipos.  Sin 
embargo,  el  importante  auge  de  los 
miniordenadores  y  microordenadores,  ha 
supuesto  notables  modificaciones 
en  el  método  de  explotación. 


Más  adelante  se  empezaron  a  utiizar 
las  cintas  magnéticas,  cargando  en  un 
ordenador  auxiliar  ©I  «lote»  de  trabajos 
que,  posteriormente,  sería  ejecutado  en 
conjunto  par  el  ordenador  principal.  De 
esta  forma  se  obtenía  la  posibilidad  de 
ejecutar  procesos  de  cálculo  y  de  entra- 
da o  salida  de  datos  simultáneamente; 
cuando  había  que  dar  salida  a  resulta- 
dos, éstos  se  vertían  sobre  otra  cinta 
magnética  que,  finalmente,  era  procesa- 
da en  el  ordenador  auxiliar  que  se  ocu- 
paba de  solventar  esta  tarea  secundaria. 
Este  método  de  explotación  recibía  el 
nombre  de  procesamiento  por  lotes.  Su 
principal  defecto  era  que  había  que  es- 
perar a  que  el  ordenador  principal  termi- 
nara con  todos  los  trabajos  del  lote  para 
conocer  los  resultados. 


Tercera  generación 


Aunque  el  paso  dado  de  la  primera  a 
la  segunda  generación  fue  ya  un  salto 
considerable,  el  dado  entre  la  segunda  y 
la  tercera  fue  de  mucha  mayor  magnitud. 
Esta  revolución  del  mundo  de  los  orde- 
nadores sólo  fue  posible  gracias  a  los 
circuitos  integrados,  cuyo  tamaño  es  si- 
milar al  de  un  transistor,  si  bien,  contie- 
nen varias  decenas  e  incluso  centenas 
de  componentes  elementales  interco- 
nectados  entre  sí.  Esto  supuso  una  nu^- 
va  nniniatufización  de  los  equipos  y  vol- 
vió a  incrementar  el  período  medio  de 
averías  de  la  unidad  central,  pasando  de 
un  tiempo  medio  próximo  a  la  hora,  en 
la  primera  generación,  a  varios  miles  de 
horas  en  esta  tercera. 


I 


El  ordenador  IBM  7030,  conocido  también  ccn  el  nombre 
de  STRETCH,  fue  adquirido  en  1963  por  Los  Alamos 
Scientific  Laboratory.  El  importe  pagado  fue  de  14  millones 
de  dólares^ 


10 


La  velocidad  s©  incrementó  hasta  tal 
punto  que  para  la  ejecución  de  las  ope- 
raciones elementales  era  suficiente  con 
algunos  nanosegundos,  con  lo  que  se 
pasó  de  máquinas  de  10^  instrucciones 
por  segundo,  a  máquinas  que  ejecutan 
10^  instrucciones  por  segundo. 

En  ta  tercera  generación  es  posible  la 
ejecución  de  varios  programas  simultá- 
neamente, sin  que  para  ello  haya  que  re- 
currir a  un  ordenador  auxiliar.  Por  su- 
puesto, en  cada  instante  dado,  sólo  un 
programa  es  e!  que  está  ocupando  la  ac- 
tividad de  la  unidad  central,  si  bien  íos 
programas  restantes  trabajan  simultá- 
neamente con  las  unidades  de  entrada  y 
salida.  Cuando  el  programa  que  ejecuta 
la  unidad  central  necesita  algún  dato, 
otro  programa  pasa  a  ocupar  su  lugar, 
mientras  que  el  anterior  ingresa  en  e! 
conjunto  de  programas  que  realizan 
operaciones  de  entrada  o  salida. 

Este  método  de  funcionamiento,  de- 
nominado multíprogramación,  permite 
mejorar  sustancialmente  el  rendimiento 
del  ordenador  al  elevar  notablemente  el 
tiempo  de  actividad  de  la  unidad  centra!. 
Para  lograr  este  sistema  de  trabajo,  se 
han  integrado  los  elementos  que  en  el 
procesamiento  por  lotes  denominába- 
mos ordenadores  auxiliar  y  principal,  en 
dos  zonas  de  la  memoria  del  sistema  or- 
denador único  que  reciben  el  apelativo 
de  zona  de  «conversiones»  y  zona  de 
fprocesamiento».  La  primera  se  encarga 
de  gestionar  (a  cola  de  espera  de  pro- 
gramas según  las  prioridades  marcadas 
exteriormente  y  para  ello  utiliza  discos 
magnéticos.  La  segunda  se  encarga  de 
la  ejecución  del  programa  activo  envian- 
do los  resultados  al  disco  magnético 
para  que  posteriormente  sean  listados. 

La  tercera  generación  también  permi- 
::ó  acercar  la  informática  a  los  usuarios 
^nales,  tanto  a  los  profesionales  infor- 
-^áticos  como  a  los  de  otras  especiali- 
ZBdes,  a  través  del  teteprocesamiento  y 
ce  los  sistemas  conversacionales.  El  te- 
SeDrocesamiento  permite  aí  usuario  rea- 
izar  la  entrada  de  datos  desde  termina- 
les remotos,  y  recibir  los  resultados  en 
3  mismo  lugar.  Los  sistemas  conversa- 
z  anales  permiten  a  los  usuarios,  no  sólo 
e^'^iar  y  recibir  datos  desde  sus  termi- 
^a:es.  sino  también  seguir  e  intervenir  en 

desarrollo  de  sus  programas  a  través 
del  diálogo  con  la  máquina- 


i  Cómo  se  mide  la  memoria 
:^  de  un  ordenador 

La  forma  de  medir  la  memoria  o  capacidad  de 
almacenamiento  de  Información  es  Idéntica  para 
todas  las  unidades  de  m  ordenador.  Basta  con 
expresar  el  núnaero  de  BITS  que  se  pueden 
almacenar  para  dar  una  medida  exacta  de  la 
capacidad  de  memoria,  tanto  en  el  caso  de  la 
memoria  principal  como  en  el  de  la  memoria 
auxiliar  (cintas  magnéticas,  discos,..). 
En  cualquier  caso,  debido  a  la  lógica  con  la  que 
se  almacenan  los  datos  y  a  los  órdenes  de 
magnitud  que  sería  preciso  manejar,  el  bit  no 
resulta  una  unidad  apropiada.  Por  ello,  se 
adoptan  como  unidades  de  medida 
determinados  múltiplos  del  bit  o  unidad 
elemental  de  información  binaria.  Estas 
unidades  son: 

Palabra 

Sa  denomina  palabra  a  toda  cadena  de  bits 
litilizada  para  representar  un  único  ente  de 
información  {carácter  alfabético,  cifra 
numérica...). 

I\lyble 

Palabra  binaria  constituida  por  la  agrupación  de 
4  bits  que  son  tratados  de  forma  unitaria. 


ILa  tercera  generación  de  ordenadores  ha  permitido  aoercar  ¡a  irjformátioa  a  fas 
usuarios  finales.  Es  sorprendente  comprobar  cómo  las  prestaciones 
de  un  miniordanador,  o  incluso  ¡as  de  un  ordenador  personal,  son  cada  vez  más 
pareadas  a  las  de  los  grandes  ordenadores. 


Byte  (octeto) 

Palabra  constituida  por  un  conjunto  de  ocho 
dígitos  binarios  o  bits.  En  algunos  casos  eJ 
octeto  puede  considerarse  como  una 
subdivisión  del  formato  de  palabra  con  el  que 
opera  determinado  ordenador;  así,  puede 
hablarse  de  palabras  de  2  y  4 
octetos,  según  estén  formadas  por  16  ó  32 
bits. 

Kilo-byte  (KB) 

Un  Kbyte  equivale  a  1 .024  octetos  o  bytes  (esto 
es:  8.192  bits).  El  hecho  de  corresponder  a 
1.024  y  no  a  1:000  se  debe  a  que  un  Kbyte  es 
igual  a  2^°  (la  base  del  sistema  binario  elevada  al 
exponente  10),  Esta  unidad  es  la  más 
comúnmente  utilizada  para  medir  la  capacidad 
de  almacenamiento  de  la  memoria  de  un 
ordenador, 

Mega-byte  (MB) 

Para  la  representación  de  grandes  volúmenes  de 
memoria,  como  la  que  corresponde  a  un  disco 
magnético  rígido,  el  Kbyte  resulta  una  unidad 
muy  reducida.  De  ahí  que  se  haya  hecho 
necesario  definir  otra  unidad  de  rango  superior, 
el  «Mbyte»,  que  equivale  a  un  millón  de  octetos 
o  bytes. 


11 


Cuarta  generación 


A  finales  de  la  década  de  los  setenta 
se  produjo  una  nueva  convulsión  en  el 
mundo  de  ¡a  informática:  el  nacimiento 
y  posterior  utiización  masiva  def  micro- 
procesador. También  se  perfeccionaron 
notablemente  las  unidades  auxiliares  de 
almacenamiento  y  comunicación. 

Esta  es  ía  generación  vigente  en  la  ac- 
tualidad, en  la  que  la  microelectrónica  ha 


volcado  toda  su  innovación  en  el  hard- 
ware de  los  ordenadores  aportando  cir- 
cuitos integrados  de  media,  alta  y  muy 
alta  escala  de  integracionn  caracteriza- 
dos por  una  elevadísima  fiabilidad  y  afta 
velocidad  de  operación.  Lo  que  menos 
ha  variado,  al  menos  tan  sustsncialmen- 
te  como  lo  hizo  en  anteriores  saltos  ge- 
neracionales, son  los  procedimientos  de 
explotación  de  la  máquina. 

El  protagonista  indiscutible  de  esta 
cuarta  generación  es  el  ordenador  per- 


sonal, cuyas  prestaciones  son  equipara- 
bles a  las  de  los  miniordenadores  e  in- 
cluso grandes  equipos  operativos  de 
hace  muy  pocos  años.  El  ordenador  per- 
sonal es  el  responsable  de  que  la  infor- 
mática haya  logrado  la  enorme  populari- 
dad de  que  goza  en  nuestros  días.  La 
presencia  del  ordenador  en  la  mesa  de 
trabajo  de  muchos  profesionales,  e  in- 
cluso en  millones  de  hogares,  es  un  he- 
cho que  ha  pasado  de  inimaginable  a 
plena  realidad  cotidiana. 


I 


Los  ordenadores  domésticos 
son  dignos  representantes 
de  fas  máquinas  informáticas 
de  ía  cuarta  generación. 


12 


asía  hace  diez 
años  el  término 
ordenador  abarca- 
ba a  cualquier 
equipo  dedicado 


Ordenadores, 
minis  y  micros 


lida  es  canalizada  a  través  de  un  conver- 
tidor digital/analógico. 

En  Jo  sucesivo  nos  referiremos  siem- 
pre, excepto  cuando  se  indique  lo  con- 
trario, a  ordenadores  digitales. 


al  proceso  de  datos!  Hoy  día,  la  evolu- 
ción de  estas  máquinas  nos  obliga  a  es- 
tablecer su  clasificación. 


Tipos  de  ordenadores 

Atendiendo  a  su  configuración  pode- 
mos distinguir  tres  tipos  de  ordenado- 
res: 

1 .  Ordenadores  anaiógicos 

Son  aquelios  que  manejan  señales 
eléctricas  y  suelen  aplicarse  a  problemas 
de  simulación.  Su  programación  está 
plasmada  (cableada)  en  los  circuitos  que 
lo  integran. 

2.  Ordenadores  digitales 

Admiten  su  programación  por  medio 
de  lenguajes  y  manejan  un  alfabeto  (có- 
digo binario:  0-1)  mediante  el  cual  a  tra- 
vés de  cadenas  de  ceros  y  unos,  se  pue- 
de representar  cualquier  carácter. 

3 .  Ordenadores  híbridos 

Participan  de  las  características  de  los 
dos  anteriores.  La  entrada  de  datos  sue- 
le estar  controlada  por  un  convertidor 
analógico/digital,  la  información  es  pro- 
cesada por  un  ordenador  digital  y  la  sa- 


I 


La  ¡nstaf ación  de  mmiordenadores  es 
bastante  menos  exigente  que  ta  de 
un  gran  equipo.  Por  lo  demás,  bu 
manejo  es  mucfio  más  senciiio  y  no 
exige  persona!  altamente 
BSpBciaiizado  para  su  explotación. 


El  universo  de  los 
ordenadores  digitales 

En  general,  cada  uno  de  ellos  tiene 
unas  características  ideales  para  un  tipo 
de  usuarios;  por  lo  tanto,  ninguno  anula 
a  los  anteriores,  aunque  existe  la  ten- 
dencia a  le  sustitución  de  los  grandes 
equipos  por  sistemas  de  miniordenado- 
res  o  microordenadores  distribuidos, 
con  lo  que  se  gana  en  autonomía  sin  per- 
der cohesión. 


Los  ordenadores  digitales 

Según  la  capacidad  y  potencia  de  esta 
categoría  de  sistemas,  podemos  distin- 
guir tres  clases  de  ordenadores  bien 
diferenciados; 

1 .  Ordenadores. 

2.  Miniordenadores, 

3.  Microordenadores. 

A  medida  que  descendemos  en  esta 
escala,  nos  encontramos  con  equipos 
menos  potentes  aunque  más  baratos  y 
versátiles. 


Ordenadores 

Para  el  proceso  de  datos  a  gran  esca- 
la, tanto  en  sus  componentes  de  gestión 
como  científica,  es  necesario  el  empleo 
de  grandes  equipos.  Como  ejemplo  de 
aplicación  científica,  para  la  que  resulta 
apropiado  un  gran  ordenador,  podemos 
citar  el  mantenimiento  de  una  base  de 
datos  con  la  información  de  todos  los 


La  implantación 
de  grandes 
equipos  permite 
realizar 
complicados 
sistemas  de 
procesos  de 
datos.  A 
cambio,  obliga 
a  instalaciones 
costosas  y 
contar  con 
personal  de  alta 
especialización. 


I 


I 


Et  microordenador  supone  un  nuevo 
paso  en  el  acercamiento  de  la 
informática  al  usuario.  Su  empleo 
resulta  tan  cómodo  como  el  de  una 
simple  máquina  de  calcular 
evolucionada. 


La  irrupción  de  tos 
ordenadores  personales  ha 
supuesto  et  definitivo 
acercamiento  de  los 
sistemas  informáticos  al 
usuario  no  especializado. 


13 


Para  saber  más 


Ordenador 

Sistema  electrónico  dedicado  al  proceso  de 
datos,  con  gran  capacidad  para  el 
almacenamiento  de  datos  y  elevada  velocidad 
de  cálculo. 

Mlniordenador 

Sistema  para  el  tratamiento  de  información  de 
características  (potencia,  capacidad....  precio) 
inferiores  a  las  de  los  ordenadores.  Su 
estructura  circuital  se  basa  an  la  aplicación 
exhaustiva  de  ctsmponentes  electrónicos  de 
media  y  alta  escaia  de  integración. 

Ordenador  personal 

Pequeño  ordenador  basado  en  un 
microprocesador.  Todo  ordenador  personal  es 
un  microordenador,  aunque  no  todo 
microordenador  es  un  ordenador  personal. 

Sistema  operativo 

Conjunto  de  programas  que  supervisan  el 
funcionamiento  de  un  ordenador  y  facilita  su 
utilización.  Un  ejemplo  para  aclarar  su  labor 
puede  ser  el  siguiente;  si  el  usuario  quiere 
visualizar  un  programa  en  una  pantalla  se  lo 
indica  al  sistema  operativo, 
el  cual  se  encargará  de  buscar  el  programa  en 
la  memoria  auxiliar,  suceder, 
pasarlo  a  la  memoria  principal,  realizar 
la  edición  y  avisar  de  cualquier  anomalía 
que  haya  podido 

Lenguaje  de  alto  nivel 

Lenguaje  de  programación  que  permite  a  los 
usuarios  escribir  programas  mediante  una 
notación  próxima  a  la  del  lenguaje  hablado 
convencional. 

Lenguaje  BASIC 

Lenguaje  de  programación  de  alto  nivel 
orientado  al  aprendizaje  de  las  tareas  de 
programación. 


cables  de  una  central  nuclear.  En  este 
caso  no  sólo  fiace  falta  una  gran  capaci- 
dad de  almacenamiento,  sino  que  para 
calcular  recorridos  ideales  la  potencia  de 
cálculo  debe  ser  grande.  También  en  el 
campo  de  la  gestión  hay  aplicaciones 
que  sólo  se  puede  mantener  con  un  gran 
ordenador;  un  ejemplo  que  en  la  actua- 
lidad está  levantando  muchas  polémi- 
cas, es  la  mecanización  de  fa  informa- 


ción del  censo  de  ciudadanos  para  los 
servicios  de  segundad  del  estado. 

Normalmente,  la  adopción  de  grandes 
ordenadores  obliga  a  realizar  fuertes  in- 
versiones, tanto  por  lo  caros  que  resul- 
tan los  equipos  como  las  instalaciones 
auxiliares  que  necesitan:  aire  acondicio- 
nado, locales  diáfanos  y  amplios,  etc. 
También  el  equipo  humano  dedicado  a 
su  explotación  suele  ser  numeroso. 


ILos  ordenadores  personaies  son 
pequeños  microorderjadores  capaces 
de  utilizar  como  dispositivos 
periféricos  aparatos  de  tipo  doméstico, 
como  por  ejemplo^  receptores  de  TV, 
rr}agnetófonos  a  cásete, ,^ 


Miniordenadores 

El  término  miniordenador  suele  con- 
ducir a  engaño;  ios  equipos  así  denomi- 
nados sólo  son  «mini»  en  el  tamaño  y 
precio,  pero  suelen  prestar  exactamen- 
te los  mismos  servicios  que  un  ordena- 
dor mediano.  Incluso  si  se  distribuyen 
convenientemente  y  se  conectan  entre 
sí  los  miniordenadores  necesarios,  pue- 
den sustituir  con  éxito  a  un  equipo  gran- 
de, evitando  la  centralización  que  éste 
supone  y  acercando  al  usuario  final  los 


ICon  ios  ordenadores  personaies  la  informática  abandona  su 
característica  de  alto  coste.  Con  una  inversión  razonable  puede 
llegar  a  disponerse  de  un  sistema  microinformático  de  notables 
posibilidades  de  aplicación. 


14 


equipos.  Entre  sus  muchas  aplicaciones 
Dodemos  destacar  las  siguientes: 

•  Control  de  procesos. 

En  función  de  las  señales  que  recibe  el 
miniordenador,  con  las  que  se  describe 
el  estado  de  proceso,  emite  las  señales 
necesarias  para  la  corrección  del  mismo. 
Algunos  de  los  procesos  controlados 
son:  cadenas  de  montaje,  operaciones 
de  control  de  calidad,  inspección  de  ma- 
teriaL  etc. 

•  Comuntcaaiones 

Tal  vez  en  este  área  sea  donde  la  evo- 
hjción  de  los  miniordenadores  se  en- 
cuentra en  más  constante  desarrollo, 
sus  aplicaciones  típicas  son:  reserva  de 
plazas,  transmisión  de  mensajes,  etc. 

m  Sistemas  de  información 

El  miniordenador  puede  sustituir  en  ah 
gunos  casos  a  equipos  más  grandes, 
realizando  las  típicas  labores  de  mecani- 
zación como:  sistemas  comercialeSn  fi- 
nancieroSn  de  gestión,  científicos,  etc. 


Microordenadores 


En  la  actualidad  los  microordenadores 
constituyen  uno  de  los  sectores  más  im- 
portantes del  mercado  informático. 
Cuando  surgieron  los  primeros  minior- 
denadores se  dedicaron  a  ofrecer  unas 
prestaciones  que  no  estaban  cubiertas 
hasta  ese  momento,  pero  durante  los 
años  70  los  miniordenadorse  invadieron 
el  sector  más  bajo  de  los  grandes  equi- 
pos. Los  pasos  se  han  vuelto  a  repetir 
con  los  microordenadores;  en  la  década 
de  los  70,  ocuparon  un  espacio  vacío,  si 
bien,  en  la  actualidad,  se  están  hacien- 
do cargo  de  muchas  de  las  áreas  que  an- 
teriormente se  cubrían  con  miniordena- 
dores. Algunas  de  las  principales  zonas 
de  aplicación  de  los  microordenadores 
son: 


•  Control  de  periféricos 

Para  conseguir  descargar  a!  ordenador 
principal  de  determinadas  tareas  suele 


recurrirse  a  los  microordenadores;  éstos 
se  ocupan  del  control  de  los  periféricos. 

•  Toma  de  datos 

El  microordenador  puede  recibir  datos 
de  diversas  fuentes,  los  puede  tratar  se- 
gún el  programa  que  esté  cargado,  y  re- 
producirlos en  la  unidad  deseada.  Nor- 
malmente, la  forma  de  introducir  los  da- 
tos en  el  microordenador  es  mediante 
conexiones  a  instrumentos  especiales 
de  hospitales,  laboratorios,  etc. 

•  Ordenadores  personales 

El  bajo  coste  de  los  ordenadores  per- 
sonales y  la  posibilidad  que  ofrecen  de 
introducir  la  informática  en  los  entornos 
personales/profesionales,  educativo  y 
doméstico,  han  contribuido  a  que  su  po- 
pularidad haya  crecido  espectacular- 
mente. 

Los  ordenadores  personales  están  ba- 
sados en  un  microprocesador  (un  «cere- 
bro», integrado  en  un  espacio  extraordi- 
nariamente reducido,  capaz  de  dirigir, 
controlar  y  coordinar  toda  la  actividad 
del  sistema).  Los  ordenadores  persona- 
les pueden  conectarse  a  une  memoria 
secundaria,  generalmente  lectores/re- 
productores de  cintas  en  cásete  -en, 
el  caso  de  los  equipos  domésticos-  o 
unidades  de  disco  magnético  flexible  o 
rígido.  Su  utilización  es  muy  simple  de- 
bido a  que  incorporan  un  sistema  opera- 
tivo interactivo  y  su  programación  se 
puede  realizar  en  un  lenguaje  de  alto  ni- 
vel (normalmente  BASIC). 


I 


La  profusión  de  periféricos  esp&cializados  en  ¡as  más  diversas 
tarúas,  ha  hecho  que  la  informática  se  adapte  a  la  prestación  de 
¡os  servicios  más  dispares,  resolviendo  cualquier  tipo  de 
tratamiento  de  información. 


En  la  senda  de  la  integración 

El  nacimiento  y  popularización  de  los 
microordenadores  no  ha  supuesto  en 
modo  alguno  la  pérdida  de  importancia 
de  ios  miniordenadores  y  grandes  equi- 
pos; estos  últimos  designados,  en  oca- 
siones, por  medio  del  término  anglosa- 
jón «mainframe». 

No  hay  que  perder  de  vista  que  uno  de 
los  ámbitos  en  los  que  demuestra  su 
versatilidad  y  eficacia  el  microordenador 
es,  precisamente,  en  su  actuación  como 
terminal  inteligente  de  grandes  ordena- 
dores. 


15 


En  el  entorno  empresarial,  resulta  de 
plena  importancia  la  perfecta  compene- 
tración entre  ordenadores  personales, 
miniordenadores  y  grandes  ordenado- 
res. Los  primeros  deben  ser  capaces  de 
establecer  una  comunicación  con  los 
sistemas  más  potentes,  de  forma  que 
puedan  acceder  a  los  ingentes  volúme- 
nes de  información  almacenados  en  las 
grandes  máquinas,  así  como  transferir 
datos  a  éstas  para  que  realicen  comple- 
jas operaciones  de  proceso  vetadas  a 
los  microordenadores. 

El  avance  hacia  la  integración  de  los 
ordenadores  de  cualquier  categoría  y  ta- 
maño es  una  de  las  tendencias  más  ca- 
racterísticas de  los  últimos  años.  La  pri- 
mera firma  mundial  en  ef  sector  de  la  in- 
formática, IBM,  ha  dado  una  muestra 
palpable  del  objetivo  a  lograr  -la  integra- 
ción o  compatibilidad  entre  los  diversos 
sistemas  informáticos-,  desde  ef  preci- 


so instante  en  el  que  entró  en  el  mundo 
de  la  microinformática  con  su  gama  de 
ordenadores  personales  IBM-PC. 

La  compatibilidad  de  estas  máquinas 
personales  con  sus  «hermanos  mayo- 
res» les  garantiza  el  acceso  a  grandes 
volúmenes  de  información  que  sólo  pue- 
den residir  en  las  unidades  de  almacena- 
miento masivo  de  los  mainframes.  La 
enorme  capacidad  para  el  tratamiento 
de  la  información  de  los  grandes  equi- 
pos queda  también  af  servicio  de  los  pe- 
queños ordenadores.  Estos  pueden  vol- 
car datos  en  el  mainframe  y  recoger  el 
resultado  de  su  tratamiento;  de  esta  for- 
ma, los  profesionales  de  los  distintos 
depanamentos  de  la  empresa  podrán 
realinar,  posteriormente,  un  detallado 
análisis  de  la  información  resultante  en 
su  propio  ordenador  personal. 

Entre  los  usuarios  de  microordenado- 
res se  encuentran,  por  ejemplo,  los  Cen- 


tras de  Cálculo  convencionales  que  dis- 
ponen, normalmente,  de  grandes  orde- 
nadores instalados.  Los  microordenado- 
res se  utilizan  en  este  marco  como  sim- 
ples equipos  autónomos  o  como  termi- 
nales inteligentes  que  aportan  o  extraen 
información,  o  sencillamente  que  utilizan 
algunos  de  los  recursos,  de  fos  grandes 
ordenadores. 


Principales  diferencias 
entre  minis  y  mainframes 

Concretando  las  características  apun- 
tadas con  anterioridad,  cabe  mencionar 
tres  diferencias  fundamentales  entre  mi- 
niordenadores y  mainframes: 

1.   Los  minis,  normalmente  se  dise- 


I Mediante  fa  utilización  de  microordenadores  (¡lO) 
compatibles  con  sistemas  más  grandes,  se  puede 
conseguir  el  acceso  a  los  recursos  de  un  gran 
ordenador  desde  un  equipo  modesto  y  barato. 


16 


ñaban  para  resolver  aplicaciones  especí- 
ficas, aunque  en  la  actualidad  se  ha  ge- 
neralizado mucho  su  utilización,  de  tal 
forma  que  se  pueden  considerar  como 
equipos  de  uso  universaL  En  todo  caso, 
sí  es  oportuno  señalar  que  en  el  caso  de 
ios  miniordenadores  es  más  frecuente  la 
especiaiización  de  los  equipos, 

2.  La  demanda  en  unidades  de  los 
miniordenadores  es  muy  superior  a  la  de 
los  ordenadores  grandes  en  razón  bási- 
camente a  su  bajo  costo-  Si  bien  se  pue- 
de argumentar  que  no  es  significativa  la 
comparación,  ya  que  un  míniordenador 
es  mucho  menos  potente  que  un  gran 
ordenador,  si  realizamos  un  estudio 
ponderado  por  la  potencia  de  los  orde- 
nadores se  sigue  observando  una  cierta 
ventaja  de  los  equipos  pequeños  sobre 
ios  grandes. 

3.  La  producción  de  software  para 
grandes  ordenadores  la  realizan  distin- 


La  serie  43  de  IBM  es  una  de  fas 
"  más  vendidas,  tanto  en  Europa 
como  en  USA.  Estos  ordenadores 
son  ideaies  para  ser  utilizados  en 
conexión  con  el  ordenador  personal 
de  (BM  (¡BM-PC). 


■ Como  es  iógico,  fa  compatibitidad  es 
totai  cuando  se  utilizan 
microordenadores  y  ordenadores  de 
un  mismo  fabricante. 


tas  entidades,  comenzando  por  el  pro- 
pio fabricante  y  llegando  hasta  el  usua- 
rio final.  Con  la  aparición  de  los  minior- 
denadores han  surgido  una  nueva  clase 
de  empresas  denominadas  OEM  (Origi- 
nal Equipment  Manufacturar)  que  son  in- 
termediarias entre  el  fabricante  y  el 
usuario  final  En  definitiva,  estas  empre- 
sas, que  constituyen  una  nueva  diferen- 
cia entre  minis  y  mainframes,  se  dedican 
a  añadir  al  equipo  original  un  determina- 
do software  y  vender  el  producto  globai 
a  los  hipotéticos  usuarios  de  los  progra- 
mas desarrollados. 


Ordenadores  vectoriales 

Para  el  programador,  un  vector  es  una 
lista  ordenada  de  datos  cuyos  elemen- 
tos se  almacenan  en  la  memoria  de  una 
manera  organizada;  al  número  de  ele- 
mentos de  la  lista  se  le  llama  longitud  o 
dimensión  del  vector.  Para  cada  opera- 
ción que  deba  aplicarse  sobre  un  ope- 
rando, existe  la  correspondiente  opera- 
ción vectorial  que  consistirá  en  repetir  la 
misma  operación  con  todos  los  elemen- 
tos del  vector. 

Análogamente,  para  las  operaciones 
que  se  aplican  sobre  dos  operadores 
hay  una  operación  vectorial  correspon- 
diente, que  debe  aplicarse  a  los  pares  de 
elementos  tomados  ordenadamente  de 
ambos  vectores,  los  cuales  deben  ser 
de  igual  longityud.  En  definitiva,  podemos 
distinguir  dos  tipos  de  operaciones:  las 
vectoriales,  que  en  vez  de  trabajar  con 
elementos  unitarios  lo  hacen  con  vecto- 
res, y  las  operaciones  escalares,  que  tra- 
bajan con  elementos  unitarios. 

Los  ordenadores  vectoriales  cuentan 
con  varias  estrategias  que  permiten  au- 
mentar la  velocidad  de  ejecución  de  ope- 
raciones vectoriales.  Tal  vez  la  principal 
de  las  estrategias  sea  la  de  incluir  den- 
tro deJ  conjunto  de  órdenes  del  ordena- 
dor las  operaciones  vectoriales;  de  esta 
forma,  cuando  se  tenga  que  realizar  una 
operación  sobre  dos  vectores,  no  será 
necesario  realizar  tantas  operaciones 
aritméticas  cómo  elementos  tengan  am- 
bos vectores,  sino  que  bastará  con  eje- 


cutar una  única  orden.  Para  ello,  la  ins- 
trucción vectorial,  además  de  indicar  la 
operación  a  efectuar,  debe  indicar  las  di- 
recciones de  los  dos  operandos  vecto- 
riales y  del  vector  resultado,  así  como 
su  longitud. 

Es  importante  destacar  que  este  tipo 
de  ordenadores  tiene  un  soporte  físico 
(hardware)  que  permite  la  ejecución  si- 
multánea de  muchas  operaciones  de 
dos  operandos,  que  constituyen  la  ope- 
ración vectorial,  y  para  ello  deben  perte- 
necer a  algunas  de  estas  dos  clases: 
multiproceso  y  telescopado. 

En  un  posterior  capítulo  de  este  mis- 
mo volumen  se  aborda  con  amplitud  el 
concepto  de  «multiproceso».  Por  lo  que 
respecta  a  los  ordenadores  capacitados 
para  operar  en  régimen  «telescopado», 
cabe  compararlos  con  una  cadena  de 
montaje  industrial,  donde  el  producto  en 
fabricación  atraviesa  una  serie  de  esta- 


Hardware  y  software 


Empezaremos  por  dar  una  definición  de  ambos 
conceptos: 

Hardware 

Si  miramos  un  diccionario  inglés-español, 
encontraremos  como  traducción  de  hardware, 
ferretería  o  quincallería.  En  efecto,  nada  más 
expresivo  para  definir  las  unidades  físicas  que 
constituyen  un  sistema  de  ordenador. 

Software 

En  contraste  con  el  equipo  físico  (hardware),  se 
utiliza  software  para  referirse  a  todos  los 
programas  que  se  pueden  utilizar  en  un  sistema 
de  ordenador. 

Si  comparamos  el  ordenador  con  el  cerebro 
humano,  vemos  que  el  hardware  equivale  a  la 
memoria  y  demás  componentes  físicos  del 
cerebro,  mientras  e[  software  se  encarga  del 
soporte  lógico  que  utiliza  el  cerebro  para 
razonar. 


17 


FUNCIONAMIENTO 
CONJUNTO 


FUNCIONAMIENTO 
AUTONOMO 


FUNCIONAMIENTO 
AUTONOMO 


clones.  En  cada  una  de  ellas  se  efectúa 
una  operación  particular  y  todas  ellas 
trabajan  simultáneamente. 

Por  ejemplo,  la  suma  en  coma  flotan- 
te comprende  varios  pasos  que  deben 
ejecutarse  secuencialmente.  Un  suma- 
dor en  coma  flotante  telescopado  se  di- 
vide en  segmentos,  cada  uno  de  los  cua- 
les realiza  una  parte  del  trabajo  en  un  pe- 
ríodo de  reloj.  Al  final  de  este  período, 
cada  segmento  comunica  sus  resulta- 
dos al  siguiente  y  recibe  los  del  anterior. 
Así,  al  cabo  de  un  tiempo  de  duración 
igual  a  la  suma  de  tantos  períodos  de  re- 
loj como  segmentos  posea  el  sumador, 
se  obtendrá  el  resultado  en  coma  flotan- 
te correspondiente  a  los  valores  que  se 
suministraron  al  principio. 

Para  que  este  sistema  funcione,  es  im- 
prescindible que  exista  una  perfecta  sin- 


Cuando  se  establece  ef  funcionamiento  asociado  de  un  microordenador  con  un  orde- 
nador, cabe  la  opción  de  que  cada  uno  de  ellos  opere  también  de  forma  autónoma. 


ETAPA  - 


ETAPA -2 


Los  procesos  tetecopados  se  pueden  comparar  con  una  cadena  de  montaje,  en  la  que 
simultáneamente  se  trabaja  en  las  dis Unías  etapas  necesarias  para  completar  un  producto 


ETAPA -3 


VECTOR    1  3  A  1  2  9 

VECTOR  2  2  1  3  ¿,  2 

VECTOR  RESULTADO  5  5  4  6  1 


OPERACION 
SUMA  ESCALAR 


OPERACION 
SUMA  VECTORIAL 


En  ¡a  figura  se  ofrece  un  ejemplo  de  comparación  de  una  suma  escalar 
con  una  suma  vectorial. 


18 


cronización,  tanto  en  la  entrada  de  da- 
tos como  en  la  salida. 

Volviendo  al  ejemplo  de  la  cadena  de 
montaje,  si  una  de  las  estaciones  funcio- 
nara erróneamente  -por  ejemplo,  con 
mayor  lentitud  de  la  normal-,  ia  reper- 
cusión Id  sufriría  no  sólo  ella,  sino  tam- 
bién las  restantes  estaciones.  En  el  caso 
del  telescopado  las  consecuencias  se- 
rian aun  más  graves,  ya  que  los  datos  se 
borrarán;  con  ello,  el  producto  no  sólo 
sería  más  lento  sino  también  erróneo. 


Ordenadores  especializados 

Al  principio  de  este  capítulo  se  esbo- 
zo una  primera  clasificación  de  los  orde- 
nadores,  distinguiendo  entre  equipos 
analógicos;  digitales  e  híbridos.  Más 
adelante,  y  atendiendo  a  su  tamaño, 
precio  y  potencia,  se  estableció  una  se- 
gunda clasificación:  ordenadores,  mi- 
fiiordenadores  y  microordenadores. 

En  los  próximos  apartados  se  estable- 
:e  una  nueva  clasificación  en  el  terreno 
15  los  ordenadores  o  máquinas  progra- 
mables  para  el  tratamiento  de  informa- 
ción. El  criterio  diferenciador  reside  abo- 
fa en  la  «no  convencionalidad»  de  los 
equipos,  o  lo  que  es  lo  mismo,  en  su  es- 
pecialización  hacia  un  marco  de  activi- 
dad específico. 

Aun  compartiendo  las  características 
esenciales  de  todo  ordenador,  la  filoso- 
fé de  los  ordenadores  especializados,  u 
ordenadores  «ad-hoc»,  difiere  de  la 
adoptada  por  tos  ordenadores  conven- 
cionales o  de  aplicación  general.  El  mo- 
irvo  reside,  obviamente,  en  las  propias 
exigencias  de  su  especialización. 

Desde  que  las  empresas  industriales 
lamenzaron  a  utilizar  los  sistemas  infor- 
Tiáticos  no  sólo  para  mecanizar  su  ges- 
©ón  sino  también  para  controlar  e  inter- 
venir en  los  procesos  de  fabricación,  se 
empezaron  a  solicitar  de  los  fabricantes 
equipos  especialmente  diseñados  para 
satisfacer  sus  necesidades.  Además  de 
te  empresas  industriales,  aunque  éstas 
son  las  más  numerosas,  las  empresas 


[      I  SIETE  UKlCJiiCES  JELESCOI^UAS  CE  FuMCIOH  ESPECIAL 
IB  MODULO  DE  GCe^ERMO 
I      I   OCHO  F^GISÍROS  DE  FAUBRAS 
MEMORIA  CENTRAL 


En  esta  figura  puede  verse  el  esquema  del  procesador  vectorial  CRAY-1.  Las 
siete  unidades  telescopadas  se  dedican  a:  1)  Suma  con  coma  fija.  2)  Unidad 
lógica.  3)  Desplazamiento.  4)  Contador.  5)  Suma  con  coma  flotante,  6)  Producto 
con  coma  ttotante.  7)  Aproximación  recíproca^ 


Evaluación  de  ordenadores 


Cuando  una  empresa  decide  mecanizarse  y 
solicita  vahas  ofertas  a  compañías  distribuidoras 
de  ordenadores,  se  suele  encontrar  con  una 
dificultad  enorníie  a  la  hora  de  comparar  los 
distintos  equipos.  SI  para  tomar  una  decisión  se 
aumentan  las  entrevistas,  demostraciones, 
reuniones,  etc.,  es  probable  que  las  técnicas 
utilizadas  por  los  vendedores  consigan  aumentar 
los  problemas  de  evaluación. 
El  proveedor  normalmente  ofrecerá  un  sistema 
completo,  es  decir,  el  hardware  y  el  software 
básico  para  su  explotación,  con  unas 
condicionantes  económicas  diferentes:  alquiler, 
venta,  leasing,  etc.  £1  comprador,  además  de 
comprobar  si  el  ordenador  satisface  las 
necesidades  concretas  por  las  que  decidió  su 
adquisición,  debe  prever  si  su  utilización  podrá 
resolver  futuros  problemas  aún  no  planteados. 
En  definitiva,  cabe  destacar  los  siguientes 
aspectos  en  la  evaluación  de  un  ordenador: 


1.  Rendimiento  deí  equipo 

Teniendo  en  cuenta  tanto  la  máquina  como  los 
programas  y  los  problemas  que  se  van  a 
resolver,  se  debe  medir  en  alguna  unidad 
homogénea  el  rendimiento  de  los  equipos  que 
se  estén  comparando, 

2.  Precio  del  sistenna 

Además  de  comparar  el  precio  total  de  los  , 
equipos,  se  deben  tener  en  cuenta  los  estudios 
de  tipo  financiero  para  determinar  la 
contratación  idónea. 

3.  Fiabilidad  de]  proveedor 

Para  garantizar  el  buen  funcionamiento  de  los 
equipos  adquiridos,  es  importante  cerciorarse  de 
que  el  proveedor  es  una  entidad  serla  que 
garantiza  la  conservación  y  mantenimiento  de 
ordenador  y  programáis. 


X 

I 


I 


I      I  UNICM)  DE  FLUJO  VECTORIAL 

r~l  .::NTRa  de  memoria 

Et  procesador  vectorial  CY8ER-205 
incorpora  cuatro  procesadores  aritméticos 
telescopados  de  múftfples  aplicaciorje^ 
en  coma  flotante. 


de  servicios  también  utilizan  equipos 
cuyo  hardware  y  software  pueden  estar 
construidos  para  un  fin  específico. 

Es  prácticamente  imposible  detallar 
todos  los  tipos  de  ordenadores  especia- 
lizados que  desempeñan  trabajos  úni- 
cos, ya  que  su  profusión  ha  sido  notabi- 
lísima; basta  con  dar  un  paseo  por  unos 
grandes  almacenes  para  comprobar  que 
sus  cajas  están  atendidas  por  un  orde- 
nador que,  en  cierta  medida,  se  puede 
considerar  especializado.  También  po- 
demos encontrar  auténticos  minis  y  mi- 
croordenadores en  el  interior  de  un  mo- 
derno automóvil,  en  los  cajeros  banca- 
nos  automáticos,  en  las  modernas  má- 
quinas de  coser... 


( 


V 


• 
« 


I 


Los  ordenadores  pueden  clasificarse  según  diferentes  criterios, 
dependiendo  de  su  tecnología,  tamaño,  etc..  En  el  último  nivel  de  clasificación 
se  encuentran  ¡as  distintas  especiallzaciones. 


20 


Los  próximos  apartados  centrarán  su 
interés  en  tres  tipos  de  sistemas  diseña- 
dos «ad  hoc»  para  sus  respectivos  mar- 
cos de  aplicación;  tratamiento  de  imáge- 
nes, robótica  y  automatización  de  las  la- 
bores de  diseño. 

En  los  tres  casos  se  cumple  la  propie- 
dad de  que  e!  software  utilizado  es  es- 
Decífico;  ahora  bien,  esto  no  bastaría 
Dará  que  e!  ordenador  fuese  catalogado 
como  especializado,  también  es  necesa- 
rio que  los  equipos  físicos  (hardware)  se 
diferencien  claramente  de  un  ordenador 
convencional  y  esto,  como  veremos 
más  adelante,  se  cumple  con  claridad  en 
tos  tres  casos  citados. 


Procesamiento  de  imágenes 

La  potencia  de  ios  ordenadores  espe- 
cializados en  el  procesamiento  de  imá- 
genes es  tan  grande  que,  en  algunos  ca- 
sos, se  logran  imágenes  más  nítidas  que 
ía  fotografía  original.  La  base  del  funcio- 
namiento de  estos  sistemas  consiste  en 
\a  digitalización  de  la  información  alnna- 
cenada  en  una  imagen  para  después  ma- 
nipular matemáticamente  dicha  informa- 
ción. 

En  campos  tales  como  la  criminología, 
a  medicina,  la  inteligencia  militar,  etc., 
es  de  vital  importancia  poder  mejorar  la 
nitidez  de  una  imagen  que,  bien  porque 
baya  sido  tomada  en  condiciones  preca- 
nas,  o  bien  por  la  propia  naturaleza  ocul- 
ta del  objeto  visualizado,  originalmente, 
pudiera  ser  baja.  Para  eflo  vale  con  exa- 
fninar  cuidadosamente  el  motivo  de  la 
feíta  de  nitidez  y,  si  ésta  proviene  de  ella 
misma,  modificar  la  información  digital 
convenientemente  para  que  al  ser  repro- 
ducida se  obtenga  una  Imagen  nítida. 

Para  reaíizar  el  procesamiento  de  una 
magen  en  un  soporte  parecido  al  de  una 
tSapositíva  fotográfica  es  imprescindible 
convertir  la  imagen  analógica  en  digital 
Y  esta  conversión  se  puede  realizar  con 
un  dispositivo  denominado  microdensí- 
metro,  que  se  basa  en  ia  proyección  de 
un  haz  colimado  a  través  de  la  transpa- 
rencia. Un  tubofotomultiplicador  recoge 
a  tuz  transmitida  a  través  de  la  dtaposi- 
ova  y  genera  una  señal  eléctrica  de  tipo 
analógico  cuya  amplitud  es  proporcional 


Los  ordenadores 
especializados 
en  eí 

procesamiento 
de  imágenes 
tienen  muy 
diversas 
aplicaciones  en 
campos  que 
van  desde  la 
criminciogía  a  fa 
creación 
artística, 
pasando  por  ta 
medicina  o  !as 
aplicaciones 
científicas. 


Para  saber  más 


¿Qué  significa  mainframe? 

El  término  anglosajón  mainframe  se  utiliza  para 
referenciar  a  los  grandes  ordenadores  en 
contraposición  con  los  mini  y  microordenadores. 

¿Son  incompatibles  ordenadores  grandes  y 
pequemos? 

En  absoluto.  Los  ordenadores  personales  ven 
aumentar  notoriamente  sus  posibilidades  al 
poder  utilizar  algunos  de  los  recursos  de  los 
grandes  equipos.  A  cambio ,  los  grandes 
order^adores  de  los  centros  de  cálculo  pueden 
verse  descartados  de  trabajos  de  moderada 
complejidad  que  pueden  realizarse  en  los 
pequeños  ordenadores  auxiliares. 

¿Cuáles  son  las  principales  diferencias  entre 
miniordenadores  y  mainframes? 

1.  Los  pequeños  ordenadores  suelen  estar 
diseñados  para  resolver  tareas  específicas, 
mientras  que  los  grandes  tienen  un  carácter  más 
general. 

2.  La  demanda  de  mini  y  microordenadores  es 
muy  superior  en  valores  cuantitativos  a  la  de  las 
grandes  máquinas. 

3.  La  gran  difusión  de  los  mini  y 
microordenadores  ha  fomentado  la  aparición  de 


empresas  intermediarias,  que  añaden  al  equipo 
un  software  específico  y  venden  el  paquete 
conjunto  hardware  más  software. 


¿Qué  es  un  ordenador  vectorial? 

Es  un  ordenador  que  dispone  de  instrucciones 
especiales  que  pueden  operar  simultáneamente 
con  conjuntos  de  elementos  en  vez  de  elemento 
a  elemento. 

¿En  qué  se  basa  el  funcionamiento  de  los 
ordenadores  vectoriales? 

En  el  multiproceso  y  el  telescopado. 

¿En  qué  consiste  eí  telescopado? 

En  la  ejecución  de  una  tarea  en  diferentes  fases 
o  segmentos  sincronizados.  Para  realizar  este 
tipo  de  operaciones  se  suministran  los  datos 
iniciales  al  primer  segmento;  cuando  éste 
termina  de  ejecutar  su  tarea  parcial,  entrega  sus 
resultados  al  siguiente  segmento  y  se  queda 
disponible  para  recibir  más  datos. 
La  operación  completa  se  puede  considerar 
terminada  cuando  el  último  segmento  finaliza  su 
trabajo  y  entrega  los  resultados  para  su 
utilización. 


21 


ORDEftóDOR  1 

□•,G1TAL 


al  brillo  de  la  imagen  en  cada  punto.  La 
señal  analógica  se  digitaliza  en  un  dispo- 
sitivo conocido  conno  cuanttzador,  antes 
de  su  transmisión  al  ordenadorn  en  el 
que  se  procesara  la  señal  digital. 

Para  trabajar  en  el  sentido  inverso  al 
descrito,  la  señal  procesada  puede  utili- 
zarse para  modular  la  fuente  luminosa 
del  microdensímetro  y  así  generar  una 
nueva  imagen  fotográfica  al  someter  a 
una  exposición  sucesiva  cada  una  de  las 
celdillas  de  que  se  compone  la  imagen. 

Este  tipo  de  ordenadores  no  sólo  sir- 
ve para  mejorar  la  nitidez  de  imágenes 
fotográficas,  sino  que  también  puede 
utilizarse  para  describir  en  forma  escrita 
la  información  contenida  en  la  imagen 
inicial,  y  viceversa,  es  decir,  a  partir  de 
una  información  escrita  (digital izada)  ob- 
tener su  imagen  correspondiente. 


I 


^  ñgura  pueden  verse  fos  pasos  a  seguir  para 
£  oor  /ersióri  de  ias  señBties  analógicas 
DrTc-=-jentes  de  una  imagen,  en  señales  digitales 
z-r  i^^-^itún  su  introducción  en  un  ordenador 
Tize:  B  zado  en  el  proceso  de 


Sistemas  robots 

En  la  Grecia  de  Aristóteles  ya  se  mos- 
traba una  fascinación  hacia  cualquier 
máquina  capaz  de  moverse  por  ella  mis- 


En  fOs  Sistemas  robotizados  ei  ordenador  es  una 

parte  tan  importante  que  todo  el  conjunto  se 

puede  considerar  como  un  ordenador 

^pec^izado.  En  la  figura  puede 

verse  un  robot 

mdustrial  desbastando  un 

ogueñai. 


La  aplicación  de  ordenadores  af 
diseño,  tanto  de  circuitos 
integrados  como  de  piezas 
mecánicas,  e  incluso  en 
arquitectura,  eleva 
sustancialmente  la  productividad 
de  los  diseñadores. 


22 


/ 


I 


Planificación  de  una  actividad 
informática 


Existen  muchas  metodologías  diferentes  para 
realizar  la  planificación  de  una  actividad 
informática;  aquí  vamos  a  describir  una  que 
engloba  las  principales  características  de  todas 
ellas  y  que  satisface  plenamente  las  necesidades 
de  planificación, 

Distinguiremos  tres  fases  distintas  en  el  proceso 
de  planificación:  Estudio  inicial,  Evaluación  e 
tmplementación. 


Estudio  inicial 

Lo  priníiero  es  precisar  si  se  trata  de  una  nueva 
aplicación  o  de  un  cambio  sobre  un  sistema  ya 
mecanizado.  En  el  primer  caso  la  medida  inicial 
es  aprobar  el  proyecto  de  mecanización,  ya  que 
el  proyecto  pudiera  resultar  inútil,  bien  porque  su 
mecanización  no  es  necesaria  o  bien  porque 
existen  otras  áreas  más  prioritarias.  En  el  caso 
de  obtener  ¡a  correspondiente  aprobación,  se 
evaluaría  su  complejidad  y  su  incidencia  en  el 
hardware  ya  existente.  Sí  su  complejidad  es 
pequeña,  y  además  no  necesita  la  incorporación 
de  nuevos  equipos,  se  puede  pasar 
directamente  a  la  fase  de  implementación;  en 
caso  contrario  habrá  que  reafizar  previamente  la 
fase  de  evaluación. 

Si  se  trata  de  una  modificación  sobre  una 
aplicación  ya  mecanizada,  se  comprobará  si  es 
compleja  o  afecta  a  la  estructura  de  los  datos  o 
equipos.  En  caso  afirmativo  se  realizarán  los 
mismos  pasos  que  si  se  tratase  de  una 
aplicación  nueva,  y  en  caso  negativo  se  pasa 
directamente  a  la  fase  de  implementación. 


Evaluación 

En  esta  fase  se  realiza  el  análisis  funcional  y  a 
partir  de  éste  se  evalúan  las  horas  de 
programación  necesarias  y  los  restantes  costes. 
Esta  evaluación  puede  ser  aprobada 
directamente,  en  cuyo  caso  se  pasará  a  la  fase 
de  implementación.  O  puede  ser  revisada,  lo  que 
implicará  un  nuevo  análisis  funcional  y  una  nueva 
evaluación.  E  incluso  rechazada  definitivamente. 


Implementación 

Por  último,  para  dejar  la  actividad 
completamente 


mecanizada,  se  procederá  a  realizar  el  análisis 
orgánico,  la  programación  y  una  prueba  del 
sistema.  Si  la  prueba  resulta  satisfactoria,  se 


documentará  el  trabajo;  en  caso  contrario  habrá 
que  revisar  la  programación  o  el  análisis  orgánico 
para  después  realizar  un  nuevo  ensayo. 


t 


t 

A 


evalúa:!  ON  1 

SI 

Ordínograma  correspondiente  al 
proceso  que  se  sigue  casado  se 
planifica  fa  ¡nformatizadón  de  una 
actividad  que  previamente  se 
realizaba  de  forma  manual.  El 
proceso  es  similar  cuando  se  trata 
de  modificar  una  aplicación  ya 
existente. 


23 


ma.  Muchos  siglos  más  tarde  las  fami- 
lias nobles  europeas  se  aficionaron  a 
unos  autómatas  con  forma  humana  ca- 
paces de  escribir,  tocar  instrumentos 
musicales,  etc. 

-Hasta  aquí,  detrás  de  toda  máquina 
autónoma  existía  un  aura  mágica.  En  la 
actualidad  este  aura  se  ha  desvanecido. 
Hoy  día,  por  todas  partes  se  están  utili- 
zando máquinas  autómatas  y  robots  que 
en  determinados  casos  realizan  tareas 
humanas  sencillas,  e  incluso  son  capa- 
ces de  llegar  a  conocer  de  tal  manera  su 
pequeño  medio  que  pueden  tomar  deci- 
siones sobre  cuestiones  no  determina- 
das a  priori. 

Probablemente  el  primer  robot  utiliza- 
do industrialmente  fue  el  regulador  cen- 


Ef  uso  de  ordenadores  especializados 
en  fa  planificaoión  urbanística  empieza 
a  ser  una  realidad  que  facilitará 
enormemente  ta  iabcr  de  los 
arquitectos  municipales. 


trífugo,  diseñado  por  James  Watt,  que 
se  encargaba  de  controlar  la  velocidad 
de  las  máquinas  de  vapor.  Ya  en  las  pri- 
meras  décadas  de  nuestro  siglo  las  refi- 
nerías de  petróleo  y  plantas  petroquími- 
cas se  robotizaron  ampliamente  con  la 
introducción  de  sencillos  instrumentos 
analógicos  de  control  que  regulaban  la 
presión,  la  temperatura,  la  velocidad  del 
,  flujo,  etc. 

Todos  los  sistemas  robots  descritos 
hasta  ahora  se  pueden  considerar  como 
no  inteligentes.  Durante  ía  segunda 
guerra  mundial,  con  el  desarrollo  de  los 
ordenadores  digitales,  se  aceleró  enor- 
memente la  potencia  de  los  sistemas  ro- 
bots, de  forma  que  durante  la  década  de 
los  sesenta  se  comercializaron  los  pri- 
meros robots  industriales  controlados 
por  ordenadores  diseñados  específica- 
mente para  tal  fin.  La  importancia  del  or- 
denador en  un  sistema  robot  es  tan 
grande  que  se  puede  considerar  que 
todo  el  sistema  es  un  ordenador  es- 
pecializado. 


Mecanización  del  diseño 

La  productividad  de  un  trabajador,  en 
prácticamente  cualquier  área,  depende 
directamente  del  diseño  que  se  le  pro- 
porcione. Para  las  empresas  de  ingenie- 
ría se  han  desarrollado  unos  ordenado- 
res especializados  en  el  diseño  y  dibujo 
automático  de  planos. 

En  algunos  casos,  después  de  proce- 
sar la  información  en  un  ordenador  con- 
vencional, se  produce  un  archivo  inter- 
medio {generalmente  una  cinta  magnéti- 
ca} que  es  utilizado  para  obtener  ei  dibu- 
jo de  los  datos.  En  este  caso  no  se  pue- 
de hablar  propiamente  de  ordenador  es- 
pecializado, ya  que  el  plotter  en  ef  que 
se  producirán  los  planos  es  un  periféri- 
co más  del  ordenador. 

Otras  veces,  en  cambio,  se  utilizan  or- 
denadores auténticamente  especializa- 
dos que  permiten  a  un  operador  mani- 
pular las  distintas  fases  de  diseño  me- 
diante menús  con  cuyas  opciones  pue- 
de tomar  decisiones,  o  directamente  se- 
ñalando en  la  pantalla  de  un  tubo  de  ra- 
yos catódicos  (o  en  una  superficie  situa- 
da delante  de  la  pantalla  que  correspon- 
da punto  por  punto  con  la  pantalla)  con 
un  lápiz  especial. 


I  Para  saber  más 


¿A  qué  se  llama  ordenador  especializado? 

Al  equipo  cuyo  diseño  se  realiza  especialmente 
para  resolver  un  determinado  problema.  Se 
diferencia  de  los  ordenadores  convencionales  por 
su  software  especial  y,  sobre  todo,  por  las 
características  particulares  del  hardware. 


¿Cuál  es  la  principal  utilidad  de  los 

ordenadores  encargados 

del  procesamiento  de  imágenes? 

IVtejorar  la  nitidez  del  objeto  contenido  en  la 
imagen.  En  ciertos  casos  su  utilización  permite 
detectar  detalles  que  a  simple  vista  resultaría 
imposible  percibir. 


¿Cuáles  son  las  principales  fases  del 
procesamiento  de  imágenes? 

A  partir  de  un  soporte  parecido  a  una  diapositiva 
fotográfica  se  digitallza  su  información  mediante 
un  microdensímetro.  La  información,  una  vez 


digitalizada,  es  procesada  por  el  ordenador.  Por 
último,  se  pueden  convertir  los  resultados 
digitales  en  nuevas  imágenes... 


¿Qué  es  un  sistema  robot? 

Un  conjunto  de  equipos  que  permiten  mecanizar 
una  serie  de  procesos  que  tradicionalmente  sólo 
podían  reatase  mediante  la  intervención 
humanana.  Los  primeros  sistemas  robots  tenían 
un  funcionamiento  autónomo  muy  limitado,  pero 
con  ia  aparición  y  posterior  desarrollo  de  los 
ordenadores  digitales  se  les  pudo  dotar  de 
«inteligencia^^  con  lo  que  sus  posibilidades 
crecieron  espectacularmente. 


¿En  qué  consiste  la  mecanización  del  di  seno? 

En  permitir  que  los  operadores  puedan  realizar 
las  tareas  de  diseiio  mediante  la  utilización  de 
pantallas  gráficas  especiales,  lo  cual  permite 
aumentar  su  productividad. 


24 


Arquitectura  de  los 
ordenadores 


e  una  forma  muy 
simple  podemos 
decir  que  un  orde- 
nador consta  de 
dos  zonas  funda- 
memaies:  ia  unidad  centrai  de  proceso 
(UCP  o  CPU,  según  utilicemos  las  siglas 
castellanas  o  inglesas},  que  es  la  encar- 
gada de  la  ejecución  de  los  programas, 
y  varias  unidades  periféricas  que  permi- 
ten al  ordenador  comunicarse  con  el  ex- 
terior, bien  sea  para  capturar  datos  y 
mostrar  resultados,  o  bien  para  almace- 
nar la  información. 


bio  la  información  contenida  en  la  célula 
apuntada  por  el  registro  de  dirección. 

3,  Transferir  el  contenido  del  regis- 
tro de  intercambio  al  registro  de  la  CPU 
que  corresponda. 

-  Escritura 

1.  Transferir  al  registro  de  intercam- 
bio la  información  a  escribir. 

2.  Almacenar  la  dirección  de  la  célu- 
la receptora  de  ía  información  en  el  re- 
gistro de  dirección. 

3.  Cargar  el  contenido  del  registro 
de  intercambio  en  la  célula  apuntada  por 
el  registro  de  dirección. 


Unidad  central  de  proceso 
y  unidades  periféricas 

Evidentemente,  las  operaciones  de 
lectura  no  destruyen  la  información  al- 
macenada en  la  célula,  cosa  que,  por  el 
contrario,  sí  ocurre  con  las  operaciones 
de  escritura,  ya  que  la  destruyen  al  sus- 
tituirla por  una  nueva  información. 

Un/dad  de  cantroí 

Esta  unidad  es  la  que  se  ocupa  de  con- 
trolar y  coordinar  el  conjunto  de  opera- 
ciones que  hay  que  realizar  para  dar  el 
oportuno  tratamiento  a  la  información- 
Su  cometido  obedece  a  las  indicaciones 


Unidad  central  de  proceso 

El  auténtico  <ícerebro)>  del  ordenador 
es  la  unidad  central  de  proceso  (CPU), 
en  torno  a  la  cual  se  organizan  los  res- 
tantes elementos  del  sistema.  En  la  CPU 
de  los  ordenadores  convencionales  sue- 
len distinguirse  tres  zonas  básicas: 

Memoría  principal 

En  ella  se  almacenan  dos  tipos  de  in- 
formación: el  programa  o  secuencia  de 
instrucciones  a  ejecutar  y  los  datos  que 
manejarán  dichas  instrucciones. 

La  memoria  está  constituida  por  un 
conjunto  de  células  capaces  de  almace- 
nar un  dato  o  una  instrucción.  Con  el  fin 
de  que  la  unidad  de  control  pueda  dife- 
renciar a  cada  una  de  las  células,  éstas 
van  numeradas;  aí  número  que  identifi- 
ca a  una  célula  se  le  ilama  dirección. 

Una  vez  determinada  la  dirección  de 
una  célula,  se  puede  leer  la  información 
que  contiene  o  escribir  una  nueva  infor- 
mación en  su  interior.  Para  poder  reali- 
zar estas  operaciones  la  memoria  dispo- 
ne de  dos  registros  especiales:  el  regis- 
tro de  dirección  y  el  registro  de  inter- 
cambio o  de  datos.  Según  se  vaya  a 
efectuar  una  operación  de  «lectura»  o  de 
í<de  escritura»,  se  seguirán  los  siguien- 
tes pasos: 

-  Lectura 

1 .  Almacenar  la  dirección  de  la  célu- 
la en  la  que  se  encuentra  ta  información 
a  leer  en  el  registro  de  dirección. 

2.  Cargar  en  el  registro  de  intercam- 


ORGANOS 

OÉ 
ENTRADA 


UNIDAD  CENTRAL  DE  PROCESO 


UNIDAD 
ARITMETICO 
LÓGICA 


UNIDAD 

DE 
CONTROL 


MEMORIA 
PRINCfPAL 


ORGANOS 
DE 
SALÍDA 


MEMORIA 
AUXIUAR 


I 


Dentro  de  la  arquitectura  de  todo  ordenador  cabe  distinguir  dos  zonas  básicas:  la 
unidad  central  de  proceso  y  el  conjunto  de  órganos  periféricos.  En  la  primera  de 
estas  zonas  es  donde  residen  las  unidades  esenciafes  que  permiten  al  ordenador 
realizar  BU  trabajo:  el  tratamiento  de  la  información. 


25 


contenidas  en  el  programa;  como  resul- 
tado de  su  «interpretación»,  la  unidad  de 
control  genera  el  conjunto  de  órdenes 
elementales  que  revertirán  en  la  ejecu- 
ción de  la  tarea  solicitada.  En  líneas  ge- 
nerales, su  actuación  se  concreta  en  los 
siguientes  puntos: 

1.  Extrae  de  la  memoria  principal  la 
instrucción  a  ejecutar.  Para  ello  dispone 
de  un  registro  denominado  «contador  de 
instrucciones»  {o  contador  de  progra- 
mas), en  el  que  almacena  la  dirección  de 
la  célula  que  contiene  la  próxima  instruc- 


ción a  ejecutar,  y  de  un  segundo  regis- 
tro í(de  instrucción»  en  el  que  deposita 
la  instrucción  propiamente  dicha.  Este 
último  está  dividido  en  dos  zonas:  una 
contiene  el  código  de  operación  que 
identifica  la  operación  a  ejecutar  (suma, 
resta...)  y  la  segunda  la  dirección  de  la 
célula  en  la  que  está  almacenado  el  ope- 
rando, 

2.  Una  vez  conocido  el  código  de  la 
operación,  ia  unidad  de  control  ya  sabe 
qué  circuitos  de  la  unidad  aritmético-ló- 
gica deben  intervenir,  y  puede  estable- 


cer las  conexiones  eléctricas  necesarias 
a  través  del  secuenciador. 

3.  Á  continuación  extrae  de  la  me- 
moria principal  los  datos  necesarios 
para  ejecutar  la- instrucción  en  proceso; 
para  ello  simplemente  ordena  !a  lectura 
de  la  célula  cuya  dirección  se  encuentra 
en  la  segunda  zona  del  registro  de  ins- 
trucción. 

4.  Ordena  a  ia  unidad  aritmético- 
lógica  que  efectúe  las  oportunas  operacio- 
nes elementales.  El  resultado  de  este 
tratamiento  se  deposita  en  un  registro 


I 


Ef  úíálogo  entre  el  ordenador  y  ef  murjdo  exterior 
—por  ejemplo,  ef  usuario  del  sistema—,  se  practioa 
a  través  de  los  órganos  periféricos:  teclados  para 
entrada  de  datos,  pantallas  para  visualizar  la 
información... 


26 


especial  de  la  unidad  aritmético-lógica 
denominado  «acumulador». 

5.  Si  la  instrucción  ha  proporcionado 
nuevos  datos,  estos  son  almacenados 
en  la  memoria  principal. 

6.  Por  último.  Incrementa  en  una  uni- 
dad el  contenido  del  contador  de  ins- 
trucciones, de  tal  forma  que  coincida 
con  la  dirección  de  la  próxima  instruc- 
ción a  ejecutar.  Algunas  operaciones, 
como,  por  ejemplo,  las  de  bifurcación, 
se  limitan  a  modificar  el  contador  de  ins- 
trucciones, de  forma  que  la  siguiente 


instrucción  a  procesar  no  sea  la  que  se 
encuentra  inmediatamente  a  continua- 
ción de  la  que  está  en  curso. 

Unidad  aritmétíco-iógka 

La  misión  de  la  unidad  aritmético-lógica 
es  operar  los  datos  que  recibe  siguien- 
do las  indicaciones  dadas  por  la  unidad 
de  coniroL  El  motivo  por  el  que  a  esta 
unidad  se  le  otorga  el  nombre  de  «arit- 
mético-lógica» es  que  puede  realizar  tan- 
to operaciones  aritméticas  como  opera- 
ciones basadas  en  la  lógica  Booleana, 
Para  que  la  unidad  aritmético-lógica 


sea  capaz  de  realizar  una  operación  arit- 
mética, por  ejemplo  una  suma,  se  le  de- 
ben proporcionar  los  siguientes  datos: 

1 .  Código  de  operación  que  indique 
la  operación  a  efectuar;  en  este  caso  se- 
ría el  código  de  suma. 

2.  Direcci0n.de  la  célula  en  la  que  se 
encuentra  almacenado  ei  primer  su- 
mando. 

3.  Dirección  del  segundo  sumando. 

4.  Dirección  de  la  célula  en  la  que  se 
almacenará  el  resultado. 

Cabe  observar  que  en  el  formato  de 
instrucción  que  hemos  considerado,  sólo 


I 


I 


UNIDAD 

DE 
CONTROL 


UNIDAD 
ARITMETICO 
LÓOlCA 


MEMORIA 
PRINCIPAL 


Los  bloques  fundamentafes  que  integran  la  unidad  centrat 
de  proceso  def  ordenador  controlan,  operan  y  coordinan  la 
actividad  del  sistema  que,  en  líneas  generales,  se  resume 
en  la  lectura  e  interpretación  de  un  programa  almacenado  y 
en  su  ejecución- 


ÜNIOAD  DE  CONTROL 


CONTADOR  DE 
INSTRUCCIONES 


Illtltl 

CONEíí  IONES  ELÉCTRICAS 
CON  LA  UMIOAO 
ARrTMETiCO  -  LÓGICA 


La  unidad  de  control  es  ei  auténtico  <(oerebro^í  que  controla  y 
coordina  el  funcionamiento  del  ordenador  A  raíz  de  la 
interpretación  de  las  instrucciones  que  integran  el  programa, 
esta  unidad  genera  el  conjunto  de  órdenes  elementales 
necesarias  para  que  se  realice  la  tarea  solicitada. 


m 


breo:  (OH 


i 


La  memoria  principal  de  un  sistema  ordenador  almacena 
dos  tipos  de  información:  programas  o  conjuntos 
ordenados  de  instrucciones  y  datos.  Las  operaciones  que 
se  realizan  sobre  esta  unidad  se  reducen  a  dos:  lectura  y 
escritura. 


1 

m 

WTERCAMaiO 

1 

R811STR0  DE 


I 


La  transferencia  de  informaciones  entre  el  ordenador  y  ios 
periféricos  se  realiza  a  través  de  determinadas  unidades 
mdaptadorasí'}  denominadas  canales.  Su  capacidad  para 
gestionar  y  controlar  la  transferencia  de  informaciones 
descarga  a  la  unidad  central  de  este  tipo  de  tareas. 


27 


I 


otro  de  los  factores  a  tener  en  cuenta  dentro  de  ¡a  mícromformática  actual  es  la 
gran  abundancia  de  periféricos  (impresoras,  unidades  de  disco,  pantallas,  etc.) 


existentes. 


se  dispone  de  un  código  de  operación  y 
una  única  dirección  de  operando  {en  los 
ordenadores  actuales  los  formatos  de 
las  instrucciones  contienen  toda  la  infor- 
mación necesaria). 

Ef  hecho  de  que  esta  instrucción  tan 
condensada  se  traduzca  en  un  proceso 
de  suma  se  debe  a  que,  al  interpretar  su 
código  de  operación,  la  unidad  de  con- 
trol genera  una  secuencia  de  tres  mi- 
croínstrucciones  elementales  que  afec- 
tan al  registro  especial  que  hemos  deno- 
minado «acumulador».  En  éste  es  donde 
se  almacenan  los  resultados  de  las  su- 
cesivas operaciones.  Las  tres  microins- 
trucciones  elementales  que  dan  lugar  a 
la  operación  suma  -afectando  a  una  sola 
dirección;  el  acumulador-  son  las  si- 
guientes: 

a)  Cargar  el  primer  operando  en  el 
acumulador. 

b)  Sumar  el  segundo  operando  con 
el  contenido  dei  acumulador. 

c)  Cargar  el  contenido  del  acumula- 
dor en  ia  dirección  del  resultado. 


Unidades  periféricas 


Cabe  distinguir  dos  grandes  grupos  de 
unidades  periféricas.  Las  unidades  de 


connunicación  que  permiten  el  diálogo 
con  el  exterior  (de  entrada  o  salida)  y  las 
memorias  auxiliares  que  sirven  para  al- 
macenar grandes  volúmenes  de  datos 
de  forma  permanente.  Como  ejemplos 
tradicionales  de  periféricos  de  comuni- 
cación podemos  citar  ef  lector  de  tarje- 
tas perforadas,  el  teclado,  la  impresora, 
la  pantalla  de  operador...  Y  como  ejem- 
plo de  memorias  auxiliares,  las  unidades 
de  disco  y  de  cinta  magnética. 

La  comunicación  entre  los  periféricos 
y  el  ordenador  se  realiza  a  través  de  los 
denominados  «(canales»,  que  se  ocupan 
de  gestionar  la  transferencia  de  infor- 
mación. 

En  los  ordenadores  actuales,  las 
transferencias  a  través  de  los  canales  se 
pueden  simuitanear  con  el  desarrollo  de 
un  programa  de  cálculo,  ya  que  el  canal 
sólo  necesita  la  unidad  periférica  impli- 
cada en  la  entrada  o  salida  y  la  dirección 
de  la  célula  de  la  memoria  principal  en  la 
que  se  leerá  o  escribirá  la  información. 
El  canal  mantiene  un  contador  con  el  nú- 
mero de  informaciones  a  transferir,  el 
cual  le  indica  el  trabajo  que  tiene  pen- 
diente; para  ello,  incrementa  una  unidad 
al  contador  cada  vez  que  le  llega  una  in- 
formación  para  transferir  y  le  resta  una 
unidad  cada  vez  que  efectúa  una  trans- 
ferencia. Cuando  el  contador  esté  a  O,  el 
canal  advertirá  a  la  unidad  de  control  que 
ha  finalizado  la  transferencia  de  infor- 
mación. 


Para  saber  más 


¿Cuáles  son  las  dos  zonas  fundamentales  de 
un  ordenador? 

La  unidad  central  de  proceso  (CPU)  que  se 
encarga  de  la  ejecución  de  los  programas  y  del 
controf  de  las  restantes  unidades,  y  los 
dispositivos  periféricos. 

¿Cuáles  son  los  componentes  básicos  de  Ja 
CPU? 

La  memoria  principal,  la  unidad  de  control  y  la 
unidad  aritmético- lógica. 

¿Cómo  funciona  la  memoria  principal? 

Mediante  un  conjunto  de  células  numeradas  y 
dos  registros  especiales  con  los  que  realiza  las 
transacciones:  el  registro  de  dirección  que  indica 
el  número  de  la  célula  afectada  y  el  de 
intercambio  que  contiene  fa  información  leída  o 
le  que  hay  que  escribir  en  la  célula  en  cuestión. 

¿Cuál  es  el  objetivo  de  la  unidad  de  control? 

Controlar  la  ejecución  de  fas  instrucciones  del 
programa;  para  ello  cuenta  con  dos  registros 
primarios:  uno  de  ellos  memoríza  el  número  de 
le  instrucción  en  curso,  mientras  que  el  segundo 
almacena  la  instrucción  propiamente  dicha. 

¿Qué  tareas  realiza  la  unidad 
aritmético-lógica? 

Tal  como  su  nombre  indica,  se  encarga  de 
ejecutar  las  operaciones  aritméticas  y  lógicas, 
almacenando  el  resultado  en  un  registro  llamado 
acumulador. 

¿Qué  son  las  unidades  periféricas? 

Son  dispositivos  que  se  ocupan  de  facilitar  el 
diálogo  entre  el  ordenador  y  el  mundo  exterior  o 
de  almacenar  grandes  volúmenes  de  información 
y  mantenerla  a  disposición  del  ordenador. 

¿Qué  es  un  canal? 

Es  una  unidad  encargada  de  realizar  las 
transacciones  de  información  entre  la  unidad  de 
control  y  los  periféricos.  Su  utilidad  estriba  en 
que  descargan  a  la  unidad  central  de  proceso  del 
control  directo  de  la  entrada  y  salida  de  datos. 


28 


\ 


Del  microprocesador  al 
microordenador 


La  revolución 
microínformática 


uando  a  principios 
de  los  años  cin- 
cuenta aparecie- 
ron en  el  nnercado 
unos  pequeños 
elennentos,  denominados  transistores, 
que  sustituían  a  las  válvulas  electróni- 
cas, nadie  podía  prever  el  desarrollo  que 
en  sólo  treinta  años  iba  a  alcanzar  la  tec- 
nología del  estado  sólido. 

Hoy  en  día  podemos  constatar  que  su 
CTBciniiento  ha  sido  exponencial.  Nue- 
vas técnicas  de  diseño  y  producción  han 
:áado  lugar  al  nacimiento  de  componen- 
íes  cada  vez  más  perfectos. 

La  tecnología  del  estado  sólido  se 
aplicó  rápidamente  al  tratamiento  de  la 
ítformación.  En  primer  lugar  a  \o3 proce- 
sadores: circuitos  electrónicos  capaceíí 
de  ejecutar  secuencialmente  conjunto:-^ 
ÚB  instrucciones  y  controlar  diversas 
ijiidades  auxiliares  de  comunicación  y 
almacenanniento. 

Los  sucesivos  avances  de  ta  electró- 
nica permitieron  la  miniaturización  de  la 
práctica  totalidad  de  los  circuitos  y  la  in- 
Degración  de  los  mismos  en  los  denomi- 
nados circuitos  integrados  o  «chips». 


Definición  de  microprocesador 

Prescindiendo  momentáneamente  del 
adjetivo  IVIICRO,  podemos  definir  como 


PROCESADOR  a  un  sistema  capaz  de 
ejecutar  una  serie  ordenada  de  instruc- 
ciones denominada  programa.  La  ejecu- 
ción de  las  instrucciones  la  efectúa  el 
procesador  de  forma  secuencial,  es  de- 
cir, siguiendo  el  orden  en  el  que  están 
escritas,  excepto  cuando  la  propia  ins- 
trucción obligue  al  procesador  a  alterar 
la  secuencia. 

Normalmente,  la  ejecución  de  un  pro- 
grama, tanto  si  se  realiza  de  forma  ma- 
nual como  mecanizada,  exige  el  conoci- 
miento de  unos  datos;  datos  que  una 
vez  manipulados  conducirán  a  la  obten- 
ción del  resultado. 

En  definitiva,  ai  procesador  no  sólo  se 
le  exige  que  sea  capaz  de  ejecutar  el  pro- 
grama o  secuencia  de  instrucciones, 
sino  también  que  controle  a  las  distintas 
unidades  que  permitirán  la  comunicación 
con  el  exterior  y  a  la  memoria  donde  se 
almacenarán  los  datos. 

La  diferencia  sustancial  que  media  en- 
tre procesadores  y  microprocesadores 
estriba  en  el  tamaño. 

El  gran  avance  de  la  microelectrónica 
en  las  últimas  décadas  ha  permitido  la 
miniaturización  de  los  circuitos.  Ya  en  el 
año  1961  aparecieron  los  primeros  cir- 
cuitos integrados.  A  partir  de  ese  mo- 
mento el  objetivo  ha  sido  aumentar  la 
densidad  de  integración  de  dichos  cir- 
cuitos. 

En  1964  nacen  los  circuitos  integra- 
dos de  baja  escala  de  integración  (SSL 
small  scale  integration);  en  1968  los  cir- 
cuitos integrados  de  mediana  escala  de 


integración  {WISI),  y  en  1971  los  circui- 
tos integrados  de  alta  escala  de  integra- 
ción (LSI,  large  scale  integration).  Este 
último  peldaño  hizo  posible  la  miniaturi- 
zación de  los  procesadores  hasta  llegar 
al  microprocesador. 

La  evolución  tecnológica  no  se  detu- 
vo en  la  LSI;  en  la  actualidad,  se  ha  lle- 
gado a  la  <(muy  alta  escala  de  integra- 
ción» (VLSI,  very  large  scale  integration}. 
La  tendencia  actual  es  mcrementar  esta 
elevadísima  densidad  de  integración  con 
el  fin  de  aumentar  el  rendimiento  y  la  ve- 
locidad de  trabajo,  además  de  minimizar 
el  volumen  físico  y  el  consumo  energé- 
tico de  los  circuitos  electrónicos. 


Aplicaciones  del  microprocesador 

En  resumidas  cuentas,  un  microproce- 
sador no  es  más  que  un  circuito  integra- 
do al  que  se  le  ha  añadido  la  posibilicJad 
de  ser  programado.  Por  lo  tanto,  una  de 
sus  aplicaciones  inmediatas  es  la  susti- 
tución de  los  circuitos  digitales  de  lógi- 
ca cableada. 

Otra  aplicación  importante  es  su  em- 
pleo como  unidad  central  de  proceso  de 
los  microordenadores. 

Veamos  cuáles  son  las  ventajas  que  el 
microprocesador  aporta  en  ambos  ca- 
sos de  aplicación. 


I 


La  revolución  microínformática  ha  llegado  de  ta  mano  del 
microprocesBdor;  verdadero  «cerebros  integrado  capaz  de 
realizar  tas  funciones  propias  de  la  unidad  centra!  de 
proceso  de  un  ordenador 


La  irrupción  det  microprocesador  ha  dado  lugar  a  una 
drástica  reducción  del  tamaño  y  del  precio  de  los  equipos 
para  el  tratamiento  de  información,  acercando  ta  informática 
a  todo  tipo  de  usuarios. 


29 


-  Eí  microprocesador  utilizado  como 
circuito  programabie: 

Un  circuito  lógico  es  un  sistema  que 
permite  ejecutar  funciones  de  variables 
lógicas  -variables  que  sólo  pueden  to- 
mar dos  valores:  <(0»y  «1»-,  obteniendo 
un  resultado  que  depende  de  los  pará- 
metros de  entrada. 

Una  vez  construido  un  sistema  de  ló- 
gica cableada,  éste  servirá  únicamente 
para  resolver  la  tarea  en  la  que  se  espe- 
cializa. Mediante  la  utilización  de  un  mi- 
croprocesador se  logra  aumentar  su  ver- 
satilidad, ya  que  la  especiafización  no  es- 
triba en  el  propio  circuito  sino  en  eJ  pro- 
grama que  puede  ser  modificado  o  sus- 
tituido. 


-  El  microprocesador  utilizado  como 
unidad  central  de  un  microordena- 
dor: 

La  unidad  central  de  proceso  {CPU: 
central  processing  unit)  es  el  auténtico 
<fcerebro»  de  un  ordenador.  Sus  funcio- 
nes esenciales  se  concretan  en: 

1.  Controlar  el  flujo  de  información. 

2.  Operar  los  datos. 

3.  Gestionar  la  memoria. 

4.  Gobernar  toda  la  actividad  del  or- 
denador de  acuerdo  a  las  instruc- 
ciones recibidas. 

En  torno  al  microprocesador  prestan 
su  servicio  las  restantes  unidades  fun- 
cionales y  dispositivos  que  dan  cuerpo 


a  la  máquina  programable  que  denomi- 
namos ordenador. 

La  entrada  del  microprocesador  en 
este  marco  de  aplicación  ha  dado  naci- 
miento a  la  «microinformática».  Los  mi- 
croordenadores o  sistemas  para  el  tra- 
tamiento de  información  basados  en  un 
microprocesador,  empiezan  a  alcanzar 
cotas  de  difusión  próximas  a  las  de  las 
máquinas  fotocopiadoras,  los  equipos 
de  alta  fidelidad  y  otros  aparatos  elec- 
trónicos habituales  en  el  trabajo  y  en  el 
hogar. 

Ciertamente,  Inoy  en  día  son  ya  incon- 
tables las  aplicaciones  de!  microproce- 
sador. Podemos  encontrarlo  constitu- 
yendo el  núcleo  electrónico  de  instru- 
mentos de  medida,  de  aparatos  electró- 


Los  ordenadores  para  juegos  forman  parte  de  las  nuevas 
generaciones  de  sistemas  derivados  de  la  apficadón  def 
microprocesador  .  Jugar  ai  ajedrez  no  es  dihai  para  un 
centímetro  cuadrado  de  siiicio  programabie. 


I  í  I  1  o  o  o  Q  ff  o  o 

■  ■■■  0I1I1I11C9!}0 

001I1IM11IJ 
iJOOMIMIM 
■■■■■■■■■  DaD01l111ll 

■■■■■■■■■  ÜOOOOIMMI 
PQDOQIIIIII 

■■  IPB*  ODDCOllOMl 

■  ■■■■  0000III0I1M 

tíOftlililDQOl 

■  OM1I11.11111 
■■■maaaaaaaa  lllsll 

aaaai     aaaa  iiaiOQ 
■■■«■a     aaaaa  OflOOll 
■aaaaa     asaal  OflOIIIIMiQI 
a     alaaa  OQad'CClODOID 
aa«     aia  00000000111 
aalISria  ODDOaDQMII 

■  «■■■■■aa  OOMiiii.  iM 
laiaaspM  GDIlllllMl 
I  a  ■  ■  ■  ■  ■  O  M  1  1  1  1  1  J  1  1 
llva  0M1I1I1DO0 

II  1  1  Ú  A  Ci  Q  □  O  □ 


0  0  0  0  0 

O  D  O  D  D 

0  0  O  O 

1  O  O  O-  O 
110  0  0 
1110  0 
I  1 


lili 
I  O  I  I 

i  1  1  1 
1  I  1 

1  I  1 


I  L  1  o  o 

1  i  a  a  D 

1  0  0  0  0 

D  o  a  D  D 

0  0  0  0  0 

D  ?  0  o  o 


DISEÑO  INICIAU 


FORMA  DE  LA  MATRIJ 


REPRiSEKlíuCiOH 


I 


En  torno  ai  microprocesador  se  organizan  ios  restantes 
circuitos  electrónicos  que  conforman  ia  arquitectura  de  un 
microordenador  Todos  ios  componentes  están  controlados 
por  el  achipj}  que  aparece  en  primer  plano 


I 


Los  microordenadores  se  iian  convertido  en  útiles 
herramientas  para  la  confección  de  gráficos.  En  ia  figura  se 
cbsen/an  los  tres  estados  necesarios  para  la  programación 
de  una  luna  risueña. 


30 


nicos,  de  máquinas  herramientas,  de 
juegos  electrónicos,  de  microordenado- 
res... 


Características  básicas 
del  microprocesador 

No  está  de  más  recordar  que  las  va- 
riables lógicas  pueden  tonnar  únicamen- 
te los  valores  «O»  y  <í1»;  y  que  cada  uno 
2e  estos  elementos  de  información  b¡- 
"aria  recibe  el  nombre  de  «bit)>.  Por  lo 
~emás,  sabemos  que  para  representar 
Djalquier  carácter  es  necesario  utilizar 


un  conjunto  de  bits  al  que  se  denomina 
palabra. 

Las  características  básicas  definitonas 
de  un  microprocesador  derivan,  en  defi- 
nitiva, de  factores  relacionados  con  su 
capacidad  y  posibilidades  de  operar  con 
los  elementos  de  información  binaria 
(bits)  y  con  las  <(palabras»  binarias  o  uni- 
dades de  información.  Las  cuatro  princi- 
pales características  de  un  microproce- 
sador son  las  siguientes: 

1.  Longitud  (número  de  bits}  de  la 
palabra  procesada. 

2.  Capacidad  de  acceso  a  memoria, 

3.  Velocidad  de  ejecución  de  las  ins- 
trucciones. 


4.    Repertorio  de  instrucciones  de  ni- 
vel máquina  que  puede  procesar. 


La  revolución 

del  microprocesador 

Los  progresos  en  los  últimos  treinta 
años  en  el  sector  de  la  informática  han 
marcado  una  evolución  muy  superior  a 
la  de  cualquier  otro  campo  de  actividad. 
Con  el  nacimiento  del  microprocesador, 
el  vertiginoso  desarrollo  se  ha  converti- 
do en  auténtica  revolución.  Hasta  el  pun- 
to de  que  ha  protagonizado  la  última  dé- 


Aún  a  pesar  de  su  importancia  funciona^  el 
microprocesador  ocupa  un  volumen  mínimo  dentro  de  fas 
complejas  tarjetas  que  contienen  el  hardware  electrónico 
de  los  sistemas  microordenadores. 


Los  ordenadores  personales  y  ios  microordenadores  para 
gestión  constituyen  el  vértice  de  la  revolución  tecnológica 
que  el  microprocesador  ha  desencadenado  en  el  campo  de 
la  informática. 


31 


cada  de  la  informática,  período  en  el  que 
este  sector  de  actividad  ha  reflejado  un 
crecimiento  netamente  superior  al  de 
cualquier  otro  sector  industrial. 


El  microordenador 

Al  igual  que  existen  muy  diversos  ti- 
pos de  ordenadores,  de  mayor  o  menor 
complejidad  y  potencia,  existen  siste- 
nnas  microordenadores  muy  distintos 
entre  sí.  Las  características  que  permi- 
ten definir  genéricamente  a  los  microor- 
denadores son  las  siguientes: 


#  Son  sistemas  orientados  al  trata- 
miento de  la  información,  basados 
en  microprocesador. 

m  Sus  dimensiones  son  reducidas. 

Las  unidades  básicas  que  forman  par- 
te de  un  microordenador  son: 

1.  Microprocesador:  unidad  central 
de  proceso  del  microordenador- 

2.  Memoria:  unidad  encargada  de  al- 
macenar los  programas  que  harán  fun- 
cionar al  microordenador  y  los  datos 
que  éste  debe  manipular, 

3.  Unidades  de  enmda/sai/da:  su  mi- 
sión consiste  en  canalizar  las  transferen- 
cias de  información  entre  el  microproce- 
sador y  los  dispositivos  periféricos  que 


lo  rodean  y  permiten  el  diálogo  con  e 
mundo  exterior. 

Las  tres  zonas  apuntadas  constituyer 
la  realidad  física  de  !a  máquina  progra- 
ma ble:  el  «hardware»  del  microordena' 
dor.  Para  que  éste  se  convierta  en  une 
herramienta  útil  y  eficaz  en  la  resoluciór 
de  cualquier  tarea,  es  preciso  contar  cor 
los  programas  que  instruirán  oportuna- 
mente a  la  máquina:  el  «software». 


Unidades  funcionales 
de  un  microordenador 

En  los  próximos  capítulos  describire- 
mos con  toda  precisión  íos  distintos  ele- 
mentos que  componen  un  microordena- 
dor. Por  el  momento  sólo  vamos  a  rea- 
lizar una  breve  introducción  a  ia  estruc- 
tura general  de  estos  sistemas: 

•  CPU:  unidad  central  de  proceso, 
constituida  por  el  chip  microprocesador. 
Se  encarga  del  control  de  la  secuencia 
operativa.  Para  ello  dispone  de  un  «re- 
loj» que  le  permite  llevar  a  cabo  sincro- 
nizada mente  las  operaciones  implicadas 
en  el  tratamiento  de  la  información.  El 
«reloj»  proporciona  la  referencia  necesa- 
ria para  que  el  microprocesador  efectúe 
su  labor  con  la  cadencia  adecuada. 

•  MEMORIA:  unidad  encargada  de  al- 
macenar la  información  y  ponerla  a  dis- 
posición inmediata  de  la  CPU  para  su  tra- 
tamiento. Esta  zona,  denominada  me- 
moria central  del  sistema  {o  memoria 
principal),  reúne  habitualmente  dos  tipos 
de  dispositivos  de  memorización  dife- 
renciados por  su  funcionalidad. 

Memoria  ROM  (Read  Onfy  Memory) 
Permiten  exclusivamente  la  lectura  de 
su  contenido.  La  grabación  de  la  memo- 
ria ROM  suele  realizarla  el  propio  fabri- 
cante con  la  información  adecuada  (sis- 
tema operativo,  intérprete  de  lenguaje 
de  alto  nivel,  programas  de  utilidad...) 
para  el  sistema  al  que  se  destina.  La  in- 
formación grabada  permanece  inaltera- 
ble durante  el  funcionamiento  normal  de 
la  memoria. 

Memoria  RAM  (Random  Access  Me- 
mory) 

Este  tipo  de  memoria  admite  tanto 


SEGURIDAD 
PASAJEROS 


COMPUTACION 
CENTRALIZADA 


NAVEGACION. 
COMUN  ICACaON  ES 


WICRO 
S|PF?OCeSADOR 


MICRO 
PROCESA  OOR 


I  MJCRO 


prúcesauür]proce5ador  i  [procesaoorJ 

í 

1  


MICRO 
PROCESADOR 


BARRA  COLECTORA   DE  OATOS 


I 


Las  aplicaciones  del  microprocesador  se  extienden  a 
sectores  tan  dispares  como  la  mviación»,  garantizando  ia 
seguridad  en  la  navegación  y  el  control  de  las  funciones  de 
abordo. 


32 


■ Los  microordenadores  son  Sistemas  destinados  al  tratamiento  de  Información,  de  reducidas  dimensiones  y  cuya  unidad 
central  de  proceso  está  basada  en  un  microprocesador. 


operaciones  de  lectura  de  su  contenido 
:omo  de  escritura  de  nueva  información 
%n  su  interior.  El  usuario  deposita  en  ella 
os  programas  y  datos  oportunos  para 
que  el  ordenador  realice  su  tratamiento. 

•  UNIDAD  de  ENTRADA/SALIDA 
(E/S):  Su  función  es  adaptar  la  informa- 
dón  procedente  del  exterior  para  que 
sea  interpretable  por  el  microordenador, 
Y  viceversa. 

•  PERIFERICOS:  Estrictamente  no 
*orman  parte  del  microordenador.  Son 
dispositivos  que  permiten  la  comunica- 
ción entre  el  sistema  y  el  exterior,  a  tra- 
vés de  la  unidad  de  entrada /sal  ida. 

Algunos  periféricos  esenciales  son  el 


teclado  para  introducción  de  órdenes  y 
datos,  la  pantalla  de  visualización,  la  uni- 
dad de  disco  magnético  para  el  almace- 
namiento permanente  de  información,  la 
impresora  para  la  obtención  de  copias 
en  papel... 


El  ordenador  personal 

En  su  definición  más  simple,  el  orde- 
nador personal  no  es  más  que  una  má- 
quina, de  reducidas  dimensiones  y  pre- 


cio moderado,  cuyo  cerebro  está  regido 
por  un  circuito  integrado  programable:  el 
microprocesador. 

Tal  definición  es  extensiva  a  la  gene- 
ralidad de  equipos  destinados  af  trata- 
miento de  información,  cuya  unidad  cen- 
tral de  proceso  está  organizada  en  tor- 
no a  un  microprocesador:  los  microor- 
denadores. Dentro  de  esta  gran  familia, 
caben  potentes  equipos  para  la  gestión 
de  tareas  complejas  y  sofisticadas,  y  mi- 
croordenadores capacitados  para  distri- 
buir su  atención  entre  varios  usuarios  si- 
multáneamente. Y,  por  supuesto,  toda 
la  enorme  variedad  de  ordenadores  per- 
sonales. 


33 


La  distinción  fíntre  el  ordenador  per- 
sonal y  los  restantes  microordenadores, 
cabe  precisarla  en  su  objetivo:  equipos 
destinados  al  tratamiento  de  informa- 
ción gobernados  por  un  usuario  indivi- 
dual. Una  característica  que  afecta  a  su 
ámbito  de  explotación,  individualizado, 
no  muitiusuario. 

Hay  ordenádores  personales  especia- 
listas en  la  vertiente  más  lúdica  {juegos 
de  acción,  de  reflexión,  de  estrategia. ..); 
inclinados  a  la  enseñanza  asistida  por  or- 
denador; versados  en  la  confección  del 
correo  personal  y  el  control  de  las  cuen- 
tas domésticas;  verdaderos  expertos  en 
la  gestión  de  archivos  y  en  el  tratamien- 
to de  datos;  virtuosos  en  el  arte  de  au- 
tomatizar el  hogar;  consumados  exper- 
tos en  la  planificación  de  supuestos  fi- 
nancieros; eficaces  y  potentes  gestores 
de  las  tareas  de  administración  en  el  ám- 
bito de  una  pequeña  o  mediana  em- 
presa... 


¿Qué  es  y  que  no  es 
un  ordenador  personal? 

Cualquier  ordenador,  sea  cual  fuere  su 
tamaño  y  potencia,  es  un  producto  de  la 
síntesis  de  dos  elementos  complemen- 


tarios: un  soporte  físico  o  circuito  elec- 
trónico, el  <íhardware^>  y  una  programa- 
ción o  conjunto  de  instrucciones,  datos, 
programas...,  el  «software».  Ambos  ele- 
mentos se  conjugan  en  un  sistema  para 


el  tratamiento  de  información  u  ordena- 
dor. Aquí  aparece  la  distinción  esencial 
entre  el  ordenador  y  otras  máquinas  ca- 
paces sólo  de  resolver  un  determinado 
número  de  tareas  específicas  {una  cálcu- 


los 

ordenadores 
personahs  son 
los  sistenrjas  mi- 
croordenadores 
que  han 
impulsado  fa 
revolución  mi- 
croinformáticB. 
Los  hay  de 
distinta 
complejidad  y 
potencia,  desde 
ordenadores 
domésticos 
hasta  sistemas 
destinados  a 
aplicaciones  de 
gestión. 


34 


/ 


íadora,  por  ejemplo).  El  ordenador  es  un 
sistema  cuya  funcionalidad  no  está  pre- 
definida por  su  estructura  física,  sino 
que  puede  ser  «instruido»  por  el  usuario 
para  realizar  una  u  otra  función  introdu- 
ciéndole un  programa  al  efecto. 

Una  calculadora  convencional  es  ca- 
paz de  realizar  ciertas  operaciones  ma- 
temáticas (suma,  resta,  multiplicación, 
división...),  pero  única  y  exclusivamente 
esas  operaciones  preestablecidas.  Por 
su  parte,  el  ordenador  posee  un  campo 
de  aplicación  totalmente  versátil,  defini- 


ble en  cualquier  instante  por  medio  del 
adecuado  programa.  Puede  realizar  cál- 
culos complejos  en  los  que  intervengan 
secuencias  de  operaciones,  compara- 
ciones y  decisiones,  y  su  eÍFectividad  no 
se  limita  a  los  cálculos  matemáticos, 
sino  que  se  extiende  a  cualquier  aplica- 
ción definible  como  tratamiento  de  infor- 
mación sea  ésta  de  naturaleza  simple- 
mente numérica  o  alfanumérica. 

La  diferencia  del  ordenador  con  otras 
máquinas  más  sofisticadas  y  que.  en 
muchos  casos,  incorporan  en  sü  interior 


un  microprocesador,  es  ya  más  sutil. 
Las  consolas  de  video-juegos  constitu- 
yen un  perfecto  ejemplo  de  equipo  do- 
tado de  una  unidad  central  de  proceso 
integrada  (un  microprocesador),  y  capaz 
de  ejecutar  un  programa  (el  cartucho  de 
juego).  En  este  caso,  la  distinción  bási- 
ca reside  en  que  tales  máquinas  siguen 
encerradas  dentro  de  un  marco  de  apli- 
cación específico:  la  ejecución  de  juegos 
sobre  una  pantalla.  No  están  abiertas  a 
lenguajes  de  programación  que  versati- 
licen  sus  posibilidades,  y  tampoco  dis- 


Los  elementos  básicos 
dú  un  sistema  para  el 
tratamianto  de  informadórt 
son  la  circuitería  física 
(hardware)  y  ¡a  propia 
información  (programas 
y  datos:  ei  software). 


Ert  ios  microordenadores 
el  eiemenío  tiardware 
está  constituido 
por  ur}  conjunto  de 
circuitos  electrónicos 
cuyo  núcleo  centrai  es 
el  fíchip»  microprocesador. 


La  mayor  parte  de  ios  orderyadores 
personales  aceptan  como 
dispositivos  periféricos  aparatos  no 
diseñados  para  este  cometido.  Tai 
es  el  caso  de  los  magnetófonos  que 
suelen  utilizarse  como  unidades  de 
memoria  de  masiva. 


En  el  peldaño 
inferior  de  la 
familia  microin- 
formátioa, 
caben  equipos 
de  reducidas 
dimensiones 
que  incorporan 
el  teclado 
dentro  del 
mismo  mueble 
que  aloja  a  la 
unidad  centrai, 
equipos 
capaces  de 
utilizar  como 
periféricos 
básicos  una 
simple  pantalla 
de  TV  y  un 
magnetófono  a 
casetos. 


Los  ordenadores  para  juegos  son 
también  sistemas  basados  en 
microprocesador  que  comparten  la 
arquitectura  clásica  de  los 
microordenadores. 


35 


I  Para  saber  más 

Circuito  lógico 

Conjunto  organizado  de  componentes 
electrónicos  que  permite  sintetizar  funciones  de 
variables  lógicas. 

Circuito  integrado 

Circuito  en  el  que  todos  sus  componentes  están 
integrados  en  una  sola  pieza  de  material 
semiconductor. 

Programa 

Conjunto  de  instrucciones  que  al  ser  ejecutadas 
secuencialmente  permiten  la  realización  de  una 
tarea. 

Microprocesador 

Un  microprocesador  es  un  circuito  integrado 
capaz  de  ejecutar  un  programa,  operando  datos 
V  controlando  a  las  unidades  implicadas. 

Unidad  cenítral  de  proceso  (CPU) 

Unidad  que  controla  y  coordina  todas  las 
actividades  que  lleva  a  cabo  un  sistema 
ordenador.  En  ella  se  realizan  las  operaciones  de 


interpretación  del  programa  y  de  tratamiento 
aritmético  y  lógico  de  ios  datos. 

Microordenador 

Sistema  para  el  tratamiento  de  información  cuya 
unidad  central  de  proceso  es  un 
microprocesador. 

Bit 

Contracción  de  dígito  binario  (O  ó  1|,  se  utiliza 
para  designar  a  la  unidad  elemental  de 
información  binaria. 

¿Cuáles  son  las  principales  características  de 
un  microordenador? 

Son  sistemas  orientados  al  tratamiento  de  la 
información  de  reducido  tamaño  y  basados  en 
un  microprocesador. 

¿Cuáles  son  sus  unidades  básicas? 

El  microprocesador  que  constituye  la  unidad 
central  de  proceso,  la  memoria  encargada  de 


ponen  de  un  sistema  operativo  que  pon- 
ga toda  su  potencialidad  en  manos  del 
usuario. 

Una  vez  delimitado  el  terreno  de  los 
ordenadores  o  máquinas  programables 
para  el  tratamiento  de  la  información,  lle- 
ga el  momento  de  caracterizar  al  orde- 
nador personal. 

No  hay  que  olvidar  a  los  grandes  or- 
denadores y  tampoco  a  los  miniordena- 
dores,  e  incluso  a  los  microordenadores 
evolucionados.  Aunque  cada  vez  son 
mayores  las  intersecciones  entre  las  di- 
versas categorías  de  ordenadores,  pue- 
de enmarcarse  al  ordenador  personal  en 
una  zona  propia.  Dentro  de  un  ámbito 
delimitado  por  su  definición  más  amplia: 
máquina  programabie  basada  en  micro- 
procesador, destinada  al  tratamiento  de 
información  y  orientada  a!  usuario  indivi- 
dual; con  una  gama  de  periféricos,  sis- 
temas operativos,  lenguajes  de  progra- 
mación y  programas  de  aplicación  con- 
cebidos específicamente  para  su  explo- 
tación. 


almacenar  instrucciones  y  datos,  la  unidad  de 
entrada/salida  que  permite  establecer  las 
comunicaciones  con  los  periféricos  y  los  propios 
dispositivos  periféricos. 

¿Cómo  se  implementan  fas  distintas 
unidades  básicas  de  un  microordenador? 

Mediante  varios  circuitos  integrados  de  alta 
escala  de  integración  (LSI)  o  por  medio  de  un 
único  chip  {microordenadores  monopastilla), 

¿Cuáles  son  las  unidades  funcionales  de  un 
micrcjordenador? 

-  CPU  (microprocesador). 

-  Memoria, 

-  Unidades  de  entrada/saitda, 

-  Periféricos. 

¿En  qué  se  diferencian  las  memorias  de  tipo 
ROM  V  RAM? 

La  memoria  ROM  sólo  permite  leer  la 
información  que  almacena  y  suele  estar  grabada 
por  el  fabricante,  mientras  la  memoria  RAM 
permite  tanto  operaciones  de  lectura  como  de 
escritura  y  es  utilizada  libremente  por  el  usuario. 


36 


Estructura  de  un 
sistema  microordenador 


al  como  ya  se  ha 
indicado  en  ante- 
riores capítulos,  la 
unidad  central  de 
proceso  (CPU)  es 
el  verdadero  «cerebro»  del  ordenador. 
Sabemos  también  que,  en  los  microor- 
denadores, la  unidad  central  de  proceso 
está  integrada  en  un  chip  denominado 
microprocesador. 

La  misión  encomendada  a  la  CPU  es  la 
de  ejecutar  los  programas,  tanto  los  per- 


tenecientes al  software  de  base,  como 
los  de  aplicación  o  los  creados  por  el 
propio  usuario.  En  ambos  casos,  es  ne- 
cesario procesar  instrucciones,  operar 
datos  y  controlar  la  actuación  de  las  uni- 
dades implicadas. 

A  la  hora  de  estudiar  la  arquitectura  de 
la  unidad  central  de  proceso  cabe  distin- 
guir entre  su  estructura  exterior  (líneas  y 
buses  de  comunicación)  y  su  organiza- 
ción interna. 

La  estructura  externa  de  la  CPU  es  la 
que  le  permite  comunicarse  con  las  res- 
tantes unidades  que  integran  el  sistema 


CPU,  memoria  y 
dispositivos  periféricos 

ordenador.  Esta,  consta  de  tres  buses  o 
grupos  de  líneas:  bus  de  datos,  bus  de 
direcciones  y  bus  de  control. 


Bus  de  datos 

Es  utilizado  por  la  CPU  para  realizar  el 
intercambio  de  instrucciones  y  datos 
con  el  exterior;  este  intercambio  se  rea- 
liza a  través  de  un  conjunto  de  líneas, 
una  por  cada  bit,  tanto  desde  la  CPU  ha- 


MEMORIA 
PRINCIPAL 


BUS 
DE 
DATOS 


MICROPROCESADOR 


I 


Ei  bus  de  datos  permite  estabiecer  el  intercambio  de 
información  entre  ei  microprocesador 
(CPU  de  ios  sistemas  microordenadores) 
y  ias  restantes  unidades  deí  sistema. 


MEMORIA 
PRINCIPAL 


BUS  DE 
DIRECCIONES 


MICROPROCESADOR 


I 


Ei  bus  de  dirscciones  carrafiza  ios  bits  de  ias  palabras 
binarias  de  dirección.  La  paiabra  transferida 
apunta  a  ia  posición  en  ia  cuai  se  va  a  escribir  o  a  leer 
información  a  través  del  bus  de  datos. 


37 


cia  el  exterior  como  en  sentido  inverso. 

Una  de  las  características  esenciales 
de  cualquier  microprocesador  (CPU  de 
un  sisterfia  microordenador)  es  el  núme- 
ro de  bits  que  transfiere  simultáneamen- 
te a  través  del  bus  de  datos.  Obviamen- 
te, a  cada  bit  corresponde  una  línea  del 
referido  bus. 

La  mayor  parte  de  los  microordenado- 
res actuales  están  basados  en  micropro- 
cesadores cuyo  bus  de  datos  es  de  8  ó 
16  bits;  si  bien,  hay  algunos  modelos 
que  disponen  de  un  bus  de  datos  para 
canalizar  palabras  de  32  bits. 


Bus  de  direcciones 

Este  nuevo  mazo  de  líneas  se  utiliza 
para  transferir  en  el  seno  del  microorde- 
nador las  palabras  binarias  representati- 
vas de  direcciones  de  memoria.  A  tra- 
vés del  mismo,  el  microprocesador  ac- 
cederá selectivamente  a  las  posiciones 
de  la  memoria  central  en  las  que  haya 
que  escribir  o  de  las  que  haya  que  leer 
su  contenido. 

Para  determinar  ei  volumen  de  memo- 
ria directamente  accesible  por  la  CPU, 
hay  que  tener  en  cuenta  el  número  de  lí- 


neas que  integran  el  bus  de  direcciones 
Generalmente,  los  microprocesadores 
de  8  bits  poseen  un  bus  de  direcciones 
de  16  líneas. 

Bus  de  control 

Está  formado  por  un  número  variable 
de  líneas  a  través  de  las  que  el  micrc^ 
procesador  controla  a  tas  unidades  corn- 
plementarias.  Evidentemente,  el  número 
de  líneas  depende  directamente  del  tipo 
de  CPU  utilizada.  i 


UNIDADES 
COMPLEMENTARIAS 


BUS  DE 
CONTROL 


MÍCROPROCESADOR 


\ 


IEi  bus  de  control  agrupa  a  un  conjunto  variable 
de  iíneas,  tanto  de  entrada  como  de  salida, 
que  permiten  a  la  CPU  gobernar  a  las  diversas 
unidades  del  sistema  conjunto. 


® 


MEMORIA 
PRfNCJPAL 


BUS  OE 
DATO  5 

^> 

^  — I 

BUS  DE 
DIRECCIONES 


RELOJ 

Q  Q 


MICROPROCESADOR 


eus  DE 
CONTROL 


UNFDADES 
COMPLEMENTARIAS 


ALIMENTACION 


I Organización  externa  de  un  microprocesador 
convencional  de  8  bits  actuando  como  unidad 
central  de  proceso  de  un  sistema 
microordenador. 


38 


/ 


El  microprocesador  constituye  la 
ur)ldad  central  de  proceso  de  los 
microordenadores.  En  la  fotografía 
aparecú  la  CPU  de  un 
microordenador  de  gestión:  el 
microprocesador  de  16  bits  Z  8001 
de  ta  firma  Zilog. 


ñ)  Situaülún  inicial 

b)  Carga  de/  primer  sumando  en  el  acumula- 
dor. 

c)  Adición  dei  segurjdo  sumarjdo  al  conte- 
nido del  acumutador. 

d)  Almacenamiento  del  resultado. 


Además  de  \os  tres  buses  menciona- 
dos, la  CPU  necesita  una  fuente  de  ali- 
mentación y  un  reloj  para  sincronizar  las 
operaciones.  Este  último  entrega  una 
señal  periódica  a  la  CPU  que  ésta  utiliza- 
rá  para  acompasar  cuantas  operaciones 
se  realicen  en  el  seno  dei  microorde- 
nador. 


La  esencia  de  la  CPU 

Una  vez  descritos  los  tres  buses  o  ma- 
zos de  líneas  de  comunicación  que  enla- 
zan a  la  CPU  con  las  unidades  comple- 
mentarias, es  hora  de  llevar  la  viste  al  in- 
terior del  «cerebro»  que  rige  el  funciona- 
miento det  sistema. 

Los  dos  componentes  básicos  que  in- 
tegran la  CPU  son  la  unidad  de  control  y 
la  unidad  aritmético-lógica. 


Unidad  de  control 

Se  encarga  de  interpretar  las  instruc- 
ciones del  programa  y  desencadenar  las 
operaciones  necesarias  para  su  ejecu- 
ción. Para  ello  debe  controlar  el  fu/icio- 
namiento  de  las  unidades  externas  e  in- 
ternas implicadas. 

Dispone  de  un  registro  contador  de 
instrucciones,  que  apunta  a  la  dirección 
de  memoria  en  la  que  se  encuentra  ía 
próxima  instrucción  a  ejecutar.  Eviden- 
temente, este  registro  está  conectado  al 
bus  de  direcciones  y  posee  tantos  bits 
como  líneas  tiene  el  citado  bus. 


Dado  que  el  orden  en  que  se  deben 
ejecutar  las  instrucciones  de  un  progra- 
ma es  secuenciaL  el  contenido  del  con- 
tador de  instrucciones  se  incrementará 
en  una  unidad  cada  vez  que  se  ejecute 
una  instrucción,  excepto  cuando  la  pro- 
pia ejecución  ordene  a  la  unidad  de  con- 
trol una  alteración  en  el  orden  de  proce- 
so. La  unidad  de  control  también  dispo- 
ne de  un  registro  especial  (registro  de 
instrucciones)  al  que  transfiere  la  ins- 
trucción desde  la  memoria  con  objeto  de 
facilitar  su  interpretación  y  ejecución. 


Unidad  aritmético-lógica 

La  unidad  aritmético-fógica  (UAL)  es  la 
encargada  de  operar  los  datos,  de  for- 
ma lógica  o  aritmética,  de  acuerdo  a  las 
órdenes  que  recibe  de  la  unidad  de  con- 
trol. Cabe  afirmar  que  la  unidad  de  con- 
trol maneja  las  instrucciones  y  la  aritmé- 
tico-lógica los  datos. 

La  forma  de  distinguir  si  una  informa- 
ción es  instrucción  o  dato,  es  obligando 
a  que  la  primera  palabra  procesada  sea 
una  instrucción;  a  continuación,  las  pro- 
pias instrucciones  se  encargan  de  reve- 
lar la  naturaleza  de  la  posterior  informa- 
ción a  tratar.  La  unidad  aritmético-lógica 
puede  disponer  de  uno  o  dos  registros 
especíales,  denominados  acumuladores, 
con  los  que  opera;  ya  sea  directamente 
con  su  contenido  o  bien  con  su  conteni- 
do más  la  información  presente  en  el 
bus  de  datos. 


Esquema  de  funcionamiento  de  la 
unidad  aritmético-íógica  durante  el 
proceso  de  ejecución  de  una 
instrucción  de  suma. 


Para  saber  más 


¿Cuáles  son  los  buses  y  líneas  esenciales 
que  parten  de  la  unidad  central  de  proceso? 

Las  líneas  de  alimentación  y  de  reloj  y  los  buses 
de  datos,  direcciones  y  control. 

¿Qué  misión  cumple  el  reloj? 

Permite  a  la  CPU  secuenciar  correctamente  las 
operaciones  y  actividades  de  proceso. 


¿Qué  diferencia  existe  entre  los  tres  buses? 

El  bus  de  datos  sirve  para  realizar  el  intercannbio 
de  instrucciones  y  datos;  el  de  direcciones 
apunta  a  la  posición  de  la  memoria  en  la  que  se 
va  a  leer  o  escribir  información,  y  el  de  control 
se  encarga  de  gobernar  y  controlar  a  las 
unidades  complementarias. 

¿Cuáles  son  las  unidades  básicas  que 
integran  la  CPU? 

La  unidad  de  control  que  procesa  las 
instrucciones  y  la  unidad  aritmético-lógica  que 
se  encarga  de  operar  los  datos. 


39 


I  Para  saber  más 


¿Se  puede  ejecutar  directamente  yn 
programa  almacenado  en  una  cinta 

magnética? 

No.  La  intervención  de  la  memoria  principal  es 
esencial  para  la  ejecución  de  un  programa,  por 
tantO;  habrá  que  pasarlo  previamente  de  la 
memoria  auxiliar  (cinta  magnética)  a  la  memoria 
principai  para  que  sea  posible  su  ejecución, 

¿Se  puede  utilizar  la  memoria  ROM  para 
almacenar  datos? 

No,  Unicamente  puede  contener  los  programas 
cargados  por  el  fabricante  (sistema  operativo, 
programas  de  utilidad,  etc.)  y  algunos  datos 
fijos.  El  usuario  sólo  puede  utilizar  dichos 
programas  (leerlos),  pero  nunca  modificarlos. 

¿En  qué  consiste  la  volatilidad  de  la 
memoria? 

En  la  pérdida  de  su  contenido  ante  la  falta  de 
fluido  eléctrico.  Las  memorias  RAM  son 
volátiles,  pero  la  ROM  y  la  mayoría  de  las 
memorias  auxiliares  no  lo  son, 

¿Se  puede  ampliar  la  memoria  principal  de 
un  microordenador? 

Sí.  Siempre  que  el  bus  de  direcciones  pueda 
apuntar  hasta  la  última  palabra  de  la  unidad  de 
memoria  utilizada  en  la  ampliación. 

¿A  qué  se  denomina  caudal? 

A  la  cantidad  de  información  por  unidad  de 
tiempo  que  se  puede  transmitir  entre  la 
memoria  y  la  CPU.  Las  unidades  utilizadas  para 
representar  el  caudal  son  el  Kilobyie  por 
segundo  y  el  Megabyíe  por  segundo. 


Unidades 
de  memoria 

El  concepto  de  memoria  se  aplica  a 
todo  dispositivo  electrónico  capaz  de  al- 
macenar información.  De  esta  forma, 
consideramos  como  memoria  de  un  or- 
denador tanto  a  la  memoria  central  utili- 
zada por  la  CPU  para  la  ejecución  de  pro- 
gramas, como  a  la  auxiliar  que  servirá 
para  almacenar  información  de  forma 


masiva.  La  diferencia  primordial  entre 

estos  dos  tipos  de  unidades  de  memo- 
ria es  que  el  contenido  de  la  auxiliar  no 
puede  ser  procesado  directamente  por 
la  CPU. 

Por  ejemplo,  si  disponemos  de  un  pro- 
grama almacenado  en  disco  magnético 
{memoria  auxiliar),  y  queremos  ejecutar- 
lo, es  imprescindible  cargarlo  previa- 
mente en  la  memoria  principaL 

Los  dos  próximos  apartados  esboza- 


MEMORiA 


PROGRAMA 


INSTRUCCION 

DíRECClON 

LEER  A 

1350 

LEER  B 

1351 

C— A  +  B 

1352 

ESCRIBIR  C 

13S3 

SALTARA  1350 

1354 

UhfJDÁD 
DE 
CONTROL 


LINEA  DE  CONTROL 


13S1 


J352_ 
1353 


135A 


13S0 


CONTADOR 
INSTRUCCtONES 

BUS  DE 

.DIRECCION  AMIENTO 


I 


Evoíución  del  contenido  del  registro  contador  de  instrucciones 
durante  ia  ejecución  del  programa  que  aparece  almacenado 
en  memoria.  Salvo  al  ejecutar  instrucciones  de  salto,  el  contenido 
del  citado  registro  se  incrementa  en  una  unidad. 


BUS  DE 
DA^OS 


SUS  DE 
DIReXÍONES 


UNIDAD' 
ARlTMÉTJCO 
LOGICA 


ACUMULADOR 


LINEA  DE 
CONTROL 


UNIDAD 

DE 
COhiTRa 


-T- 


BUS  DE 
CONTROL 


MICROPROCESADOR 


I 


Arquitectura  interna  típica 

de  una  unidad  central  de  proceso 

constituida,  por  ejemplo, 

por  un  chip  microprocesador. 


40 


ran  el  cometido  de  la  memoria  principal 
del  ordenador,  diferenciando  entre  las 
zonas  RAM  y  ROM. 


Memoria  RAM 

La  memoria  RAM  (Random  Access 
Memory)  se  denomina  también  memoria 


de  lectura /escritura  (R/W,  Read/Write}, 
ya  que  en  ella  se  puede  leer  o  escribir  in- 
formación indistintamente. 

Las  vías  de  comunicación  de  la  memo- 
ria con  la  CPU  (por  ejemplo,  con  e!  mi- 
croprocesador) son  el  bus  de  direccio- 
nes, mediante  el  cual  se  apunta  a  la  di- 
rección de  memoria  que  ocupa  o  va  a 
ocupar  la  información,  y  el  bus  de  datos, 
a  través  del  que  se  canaliza  la  instruc- 
ción o  dato.  Esta  transmisión  puede 
efectuarse  en  los  dos  sentidos,  es  decir: 


desde  el  exterior  hacia  la  memoria  o  des- 
de la  memoria  hacia  el  exterior. 

La  forma  de  determinar  si  la  informa- 
ción va  a  ser  leída  o  escrita  en  la  memo- 
ria principal  es  a  través  de  una  señal  de 
control  con  dos  estados  posibles:  uno 
implica  lectura  y  otro  escritura.  En  am- 
bos casos  la  operación  se  realizará  a  tra- 
vés del  bus  de  datos.  Otra  señal  de  con- 
trol autorizará  o  no  la  utilización  de  la 
memoria.  Todas  las  operaciones  con  la 
memoria  están  controladas  por  la  uni- 


I 


La  memona  pnnapat  úe  ios  Sistemas 
microordenadores  consta  de  dos  zonas  de 
atmstcenamiento:  memoria  ROM 
y  memoria  RAM. 


41 


dad  de  control  integrada  en  la  CPU  (mi- 
croprocesador). 

Dentro  del  ordenador  o  microordena- 
dor, la  memoria  RAM  se  utiliza  tanto 
para  almacenar  programas  y  datos 
como  para  guardar  resultados  interme- 
dios. 

Otra  característica  de  la  memoria 
RAM  es  su  volatilidad:  la  falta  de  alimen- 
tación eléctrica  hace  desaparecer  toda  la 
información  que  estuviera  almacenada 
en  ella.  Esto  no  debe  suponer  un  grave 
problema,  puesto  que  ef  usuario  debe 


tener  almacenados  sus  programas  y  da- 
tos en  una  memoria  auxiliar  no  volátil 
(cinta  magnética,  disco  flexible  o  rígi- 
do...) de  forma  que  el  único  riesgo  ante 
una  falta  de  energía  se  reduzca  a  la  pér- 
dida de  las  modificaciones  efectuadas 
durante  la  sesión  en  curso. 

Memoria  ROM 

La  memoria  ROM  {Read  Oniy  Memory) 
sólo  permite  fa  operación  de  lectura,  de 
forma  que  tos  programas  grabados  en 


ella  por  el  fabricante  pueden  ser  leídos  , 
utilizados,  pero  nunca  modificados. 

La  comunicación  con  el  microprocesa- 
dor se  efectúa,  al  igual  que  en  tas  me- 
morias de  tipo  RAM,  a  través  de  los  bu^ 
ses  de  direcciones  y  datos.  No  obstan- 
te, en  este  caso,  el  bus  de  datos  sólo 
permite  fa  salida  de  información  desde 
la  memoria  hacia  el  exterior  y  no  aá 
revés. 

La  señal  de  control  sóto  interviene 
para  autorizar  la  utilización  de  la  memo- 
ria  ROM. 


I 


BREVE  DESCRIPCION 
DE  LA  EJECUCION 
DEL  PROGRAMA 
PARA  EL  CALCULO 
DE  HIPOTENUSAS 


I 


ra 


Representación  de  fa  memona 
principal  de  un  ordenador  en  ¡a 
que  está  almacenado  un 
programa  para  el  cálculo  de  la 
hipotenusa  de  un  triángulo 
rectángulo  en  fundón  de  los 
catetos 


Después  de  ejecutar  el  programa 
propuesto  en  la  figursi  anterior 
con  los  datos  reflejados  en  las 
fichas,  la  memona  queda  como 
se  indica  en  el  gráfico  centrai  La 
zona  de  la  derecha  muestra  ei 
correspondiente  listado  final. 


INSTRUCCION 


11.  LEERÁ 


12.  lEERB 


13.  SIA  =  0lfiÁ18 


14.  C-A^  +  B^ 


EJECUCION 


La  unidad  de  control  acepta  por  el  dispositivo  de 
entrada  un  dato  que  se  almacena  en  la  posición 
38  de  ta  memoria  (a  la  que  simbólicamente  se  la 
llama  A). 

Análogo. 

La  unidad  aritmético-lógica  ejecuta  la 
instrucción  Comprueba  si  el  valor  cargado  en  la 
palabra  38  (A)  es  igual  a  0.  En  caso  afirmativo, 
se  altera  la  secuencia  y  se  ejecuta  la  instrucción 
1 8;  en  caso  negativo,  se  continúa  en  secuencia. 

La  unidad  aritmético-lógica  calcula  la  expresión 
(A^  +  B^)  y  carga  el  resultado  en  la  posición  40 
(C).  Esta  variable  es  utilizada  como  valor 
intermedio. 


INTRUCCION 


15.  D  -VC 


16.  IMPRIMIR  D 


17,  IR  A  11 


18.  PARAR 


EJECUCION 


Se  calcula  la  raíz  cuadrada  de  la  palabra  40  (C)  y 
se  almacena  el  resultado  en  la  posición  41  (D). 

La  unidad  de  control  imprime  por  un  dispositivo 
de  salida  el  valor  contenido  en  la  posición  42  (D). 


Mediante  una  alteración  en  el  registro  contador 
de  instrucciones  de  la  unidad  de  control  se 
produce  una  variación  en  la  secuencia  de 
ejecución,  de  forma  que  la  siguiente  instrucción 
será  la  contenida  en  la  dirección  1 1 . 

La  unidad  de  control  da  por  terminada  la 
ejecución  del  programa,  con  lo  que  la  memoria 
utilizada  queda  libre. 


42 


Evidentemente,  las  memorias  de  este 
tipo  no  son  volátiles  dado  que  su  conte- 
nido es  fijo  V  no  puede  reprogramarse. 
Por  lo  demás,  si  se  perdiera  la  informa- 
ción contenida  en  ellas,  quedarían  inu- 
ttlizables. 

La  memoria  principal  de  un  microorde- 
nador puede  ampliarse,  incrementando 
el  número  de  unidades  conectadas.  La 
única  limitación  consiste  en  la  capacidad 
de  direccionamiento  del  bus  de  direccio- 
nes, Normaimente,  los  microprocesado- 
res de  8  bits  (CPU  de  los  microordena- 


dores de  8  bits)  suelen  disponer  de  16 
líneas  en  dicho  bus.  con  lo  que  pueden 
llegar  hasta  2'^  =  65.536  direcciones 
distintas  Como  cada  dirección  está  ocu- 
pada por  una  palabra  de  8  bits  (byte),  el 
tope  máximo  de  ampliación  de  este  tipo 
de  microordenadores  es  de  64  Kbytes 
(64  X  1.024  =  65.536). 

Otro  indicador  importante  para  carac- 
terizar una  memoria  es  el  caudal;  así  se 
denomina  al  número  máximo  de  infor- 
maciones leídas  o  escritas  en  la  memo- 
ria por  unidad  de  tiempo.  La  unidad  más 


usual  para  medir  el  caudal  es  el  Kilobyte 
por  segundo  o  el  Megabyte  por  segun- 
do. Por  ejemplo,  podemos  hablar  de  un 
caudal  de  15  Kilobytes  por  segundo  si 
el  bus  de  datos  puede  transmitir 
15  X  1.024  =  15.360  byíes  por  se- 
gundo. 

Cometido  de  la  unidad 
aritmético-lógica 

La  unidad  aritmético-lógica  (UAL),  in- 
tegrada en  la  CPU  del  ordenador,  es  la 


La  zona  de  múmoria  de  ios  modernos  sistemas 
microordenador&s  está  constituida  a  base  de  ia  asociación 
de  circuitos  integrados  de  memoria,  cuya  capacidad  por 
chip  puede  variar  desde  aigunos  bytes  hasta  más  de  un 
millar  de  Kbytes. 


i 


Aigunos  microordenadores  domésticos 
permiten  ia  ampUación  de  ia  memoria 
principal  por  medio  de  ia  incorporación  de 
móduics  exteriores  de  memoria 
RAM  o  ROM. 


sus  CJÉ 
DiftÉCCiflNÉS 


DATOS 


Dlíí£CClO«ES 


te. 

SE  HALE 5 
DE 


Estructura  típica  de  una  unidad  de  memoria  RAM. 
Obsérvese  que  en  este  tipo  de  memorias  (de 
lectura  y  escritura)  tos  datos  pueden  entrar  o  salir 
de  la  unidad  a  través  dei  correspondiente 
bus  de  datos. 


Organización  de  una  unidad  de  memoria  ROM. 
Dada  su  característica  de  memoria  de  solo  fectura, 
los  datos  se  canalizan  sólo  en  un  sentido:  del 
interior  de  la  memoria  hacia  el  exterior 
a  través  del  bus  de  datos. 


43 


responsable  de  efectuar  la  manipulación 
y  operación  de  los  datos. 

La  UAL  es  capaz  de  efectuar  un  deter- 
minado número  de  operaciones  elemen- 
tales, en  consonancia  con  el  repertorio 
de  instrucciones  de  nivel  máquina  que 
caracterice  a  la  untdad  central  de  proce- 
so del  ordenador. 

Estas  operaciones  pueden  ser  de  tres 
tipos:  operaciones  lógicas,  operaciones 


aritméticas  y  operaciones  de  desplaza- 
miento. 

Para  resolver  cualquier  operación 
compfeja  es  necesario  reducirla  a  opera- 
ciones elementales  que  aean  procesa- 
bles  por  la  UAL.  Tanto  la  estructura 
como  el  procedimiento  operativo  y  el  re- 
pertorio funciona!  suelen  ser  muy  pare- 
cidos en  todas  las  unidades  aritmético- 
lógicas  deí  mismo  tipo.  Las  diferencias 


sensibles  surgen  af  comparar  unidades 
de  distintos  tipos. 


Procedimientos  operativos 

Sólo  existen  dos  procedimientos  bá- 
sicos operativos  para  la  UAL:  en  serie  y 
en  paralelo. 


•  Procedimiento  en  serie 

Un  circuito  lógico  que  trabaja  en  serte, 
ejecuta  las  operaciones  secuencial- 
mente,  bit  a  bit. 

Suponga  que  las  entradas  ai  operador 
en  serie  proceden  de  dos  registros,  A  y 
de  cuatro  bits  cada  uno: 


^3 

^2 

3i 

^0 

y 

b3 

b, 

REGISTRO  A 


REGISTRO  B 


^3    ^=2    ^1  ~^0~I\ 


OPERADOR 
EN 
SERIE 


REGISTRO  C 


■=3 

^2 

^1 

•^0 

_rLn_rL 

SEÑALES  DEL  RELOJ 


I 


Un  operador  en  serie  trabaja  secuenoíafmente  con  pares  de  bits. 

Para  completar  una  operación  sobre  dos  registros 

de  cuatro  bits  cada  uno,  se  necesitan  cuatro  impulsos  de  reloj. 


Y  que  el  resultado  se  deposita  en  un 
registro  C,  también  de  cuatro  bits: 


REG.  A 


REG  B 


REG.  C 


OPERADOR 
EN 

PARALELO 


^0 

— - 

'3 

SEHAl  DEL 
RELOJ 


I 


Un  operador  en  paralelo  trabaja  simutíáneamenie  con  todos  los  bits  de  los 
registros  de  entrada.  Una  operación  elemental  sobre  dos  registros  se 
ejecuta  mediante  un  único  impulso  de  reloj. 


Una  UAL  provista  de  un  operador  de 
tipo  serie,  operará  los  datos  A  y  B,  bit  a 
bit,  depositando  los  sucesivos  bits  del 
resultado  en  las  respectivas  posiciones 
de  bit  del  registro  C. 

Cada  operación  elemental  precisa  un 
impulso  del  reloj  y  la  UAL  sólo  opera  si- 
multáneamente sobre  un  par  de  efemen- 
tos,  por  lo  que  los  operadores  en  serie 
son  más  económicos  que  ios  opera- 
dores en  paralelo,  aunque  más  lentos. 

La  UAL  procede  de  la  siguiente  forma: 

1 .  Opera  sobre  los  bits  a^  y  b^^  y  al- 
macena el  resultado  en  c^. 

2.  Opera  sobre  los  bits     y  b,  y  af- 
macena  el  resultado  en  c^. 


44 


3.  Opera  sobre  los  bits  9;  Y  Y  ^1" 
macena  el  resultado  en  c^. 

4.  Y,  finalmente,  opera  sobre  los 
bits  ag  y  b^  y  almacena  el  resulta- 
do en  C3. 

•  Procedimiento  en  para/e/o 

Un  circuito  lógico  trabaja  en  paralelo 
cuando  efectúa  simultáneamente  la  ope- 
ración sobre  todos  los  bits  que  compo- 
nen cada  dato.  Suponiendo  los  mismos 
registros  de  entrada,  A  y  B,  que  en  el 
caso  anterior,  y  el  mismo  registro  de  sa- 
lida C.  la  operación  se  lleva  a  cabo  aho- 
ra en  una  sola  fase  y,  por  tanto,  es  ne- 
cesario un  único  impulso  de!  reloj.  El  re- 
sultado se  almacena,  completo,  en  el  re- 
gistro C. 

Para  conseguir  esto,  el  operador  para- 
lelo utiliza  cuatro  circuitos  operativos 
elementales  y,  en  consecuencia  será 
más  caro  que  el  operador  de  tipo  serie, 
aunque  también  será  cuatro  veces  más 
rápido. 

El  procedimiento  consta  en  esta  oca- 
sión de  un  único  paso: 

1 .  Operación  con  los  registros  A  y  B, 
y  aimacenamiento  del  resultado  en  el  re- 
gistro C. 

Los  microprocesadores  actuales  in- 
corporan generalmente  una  UAL  de  tipo 
paralelo,  debido  a  la  mayor  velocldda  al- 
canzada por  este  procedimiento,  y  a  que 
ta  microelectrónica  permite  hoy  día  inte- 
grar los  componentes  necesarios  en  un 
volumen  físico  reducido. 

Los  operadores  en  paralelo  pueden,  a 
su  vez,  subdividirse  en  razón  al  tipo  de 
registros  asociados.  Los  dos  grupos 
más  importantes  se  describen  a  con- 
tinuación. 


Operadores  con  dos  registros 
de  entrada  y  un  registro  de  salida 

Este  es  el  caso  más  sencillo.  Los  dos 
registros  de  entrada  memorizan  los  da- 
tos con  los  que  se  va  a  operar;  el  regis- 
tro de  salida  contiene  el  resultado  de  la 
operación. 

Los  tres  registros  son  independientes 
entre  sí.  Su  funcionamiento  es  análogo 


al  descrito  anteriormente  para  el  proce- 
dimiento en  paralelo. 


Operadores  con  acumulador, 
en  paralelo 

En  este  caso  tan  sólo  se  dispone  de 
un  único  registro  de  entrada.  El  segun- 
do dato  y  el  resultado  comparten  un  re- 


gistro especial  llamado  acumulador.  Su 
funcionamiento  es  el  siguiente: 


1. 


Se  carga  en  el  acumulador  el  pri- 
mer dato,  procedente  del  registro,  de 
entrada. 

2.  Se  carga  el  segundo  dato  en  el  re- 
gistro de  entrada.  Los  dos  operandos 
están  ahora  almacenados,  uno  en  el  acu- 
mulador y  otro  en  el  registro  de  entrada. 

3.  Se  realiza  la  operación  y  se  sustí- 


REG.  ENT.  T 


REG.  ENT.  2 


Rea  SAL, 


SALIDA 


Ejemplo  de  un  operador  en  paralelo  desprovisto  de  acumulador. 
La  entrada  y  la  salida  de  este  tipo  de  circuitos 
se  encuentran  totalmente  independizadas. 


Rgg.  ENT 


operador  paralelo  con  acumulador.  Uno  de  los  datos  entra 
por  ei  registro  de  entrada  y  el  sogundo  por  ei  acumulador. 
Ei  resultado  de  la  operación  se  deposita  en  el  acumulador. 


45 


tuye  el  contenido  del  acumulador  por  el 
resultado  de  dicha  operación. 

Los  microprocesadores  actuales  tro- 
bajan,  generalmente,  con  unidades  arit- 
mético-lógicas de  este  último  tipo.  Es 
decir,  \b  UAL  es  un  circuito  operador  en 
paralelo  con  acumulador. 


Organización  de  la  UAL 

La  organización  de  la  UAL  se  comple- 
ta con  las  señales  extemas,  mediante 
las  cuales  es  gobernada  por  la  unidad 
de  control  (los  comandos  de  operación),  y 
con  un  determinado  número  de  salidas 
hacia  los  denominados  biestables  de  es- 
tado. Estos  recogen  algunas  condicio- 
nes especiales  surgidas  al  ejecutar  una 
operación  en  la  UAL  (resultado  igual  a 
cero,  desbordamiento  de  la  capacidad 
del  registro,  etc). 

Es  necesario  también  garantizar  la  sin- 
cronización del  funcinamiento  de  la  UAL. 
Esta  tarea  está  encomendada  a  un  con- 
junto de  señales  de  control  que,  estric- 
tamente, no  acceden  a  la  UAL,  sino  que 
actúan  sobre  ella  a  través  de  los  regis- 
tros de  entrada  y  de)  acumulador. 


Operaciones  de  la  UAL 

Las  operaciones  ejecutables  por  la 
UAL  se  pueden  clasificar  en  tres  gran- 
des grupos:  operaciones  lógicas,  opera- 
ciones aritméticas  y  operaciones  de 
desplazamiento. 

•  Operacfones  lógicas 

Las  operaciones  lógicas  que  ejecuta 
una  UAL  coinciden  con  funciones  lógi- 
cas booleanas,  y  están  implementadas 
en  su  interior  mediante  circuitos  opera- 
tivos situados  entre  el  registro  de  entra- 
da y  el  acumulador.  Como  ejemplo  vere- 
mos la  resolución  circuital  de  la  función 
producto  lógico  (AND). 


A  partir  de  la  tabla  de  verdad  asocia- 
da a  la  operación  booleana  AND  se  de- 
ducen las  siguientes  condiciones  que 
debe  cumplir  el  circuito  de  fa  UAL; 

1 .  Si  el  bit  almacenado  en  el  registro 
de  entrada  es  igual  a  O,  el  biestable  del 
acumulador  debe  ser  puesto  a  O, 

2.  Sí,  por  el  contrarío,  el  bit  almace-- 
nado  en  ef  registro  de  entrada  es  igual  a 


1 ,  el  contenido  del  acumulador  perma- 
nece inalterado. 

Las  dos  únicas  operaciones  básicas 
que  es  capaz  de  ejecutar  una  UAL  son  la 
suma  y  la  resta.  Normalmente  estas 
operaciones  se  realizan  sobre  números 
codificados  en  binario  natural.  A  conti- 
nuación vamos  a  construir  el  circuito  en- 
cargado de  la  suma  aritmética, 

Ei  circuito  utilizará  tres  entradas:  A  y 


R€G  ENT, 


Configuración  típica  de  una  unidad  aritmético-lógica  con  dos  acumuladores. 
Este  tipo  de  estructura  proporciona  una  gran  versatilidad 
k  en  ordenadores  de  tamaño  medio. 


AND 


Q 

REG.  ENT. 

Q 

i  BiESTABLE 

y 

J  -  K 

K  DEL  ACUM. 

ENT 

ACU. 

ACU, 

0 

0 

0 

0 

1 

0 

1 

0 

0 

1 

1 

1 

I 


Circuito  destinado  a  efectuar  la  operación  producto  lógico 
de  dos  bits  en  la  UAL  y  tabia  de  verdad  correspondiente. 
La  entrada  AND  está  conectada  a  la  salida  del  acumulador. 


46 


Para  saber  más 


¿Cuál  es  fa  configuración  básica  de  un 
microordenador? 

Una  unidad  central  que  contiene  a  la  CPU.  un 
teclado  para  la  entrada  de  información  y  una 
pantalla  para  la  salida  de  información.  En  casi 
todos  los  casos  ta  unidad  central  y  el  teclado 
forman  un  único  instrumento,  mientras  que  la 
pantalla  puede  o  no  estar  incluida  en  un  bloque 
compacto  con  la  unidad  central  y  el  teclado. 

¿Cómo  se  le  pyeden  acoplar  nuevos 
periféricos  a  la  configuración  inicial? 

En  la  carcasa  protectora  de  la  unidad  central 
suelen  estar  previstos  uno  o  varios  conectores, 
por  los  que.se  puede  realizar  el  acoplamiento  de 
periféricos  con  el  bus  de  comunicaciones.  Para 
que  el  periférico  funcione  es  necesario  que  sea 
compatible  con  el  microordenador. 


B  con  los  bits  de  los  dos  números  a  su- 
mar, y  C  con  el  acarreo  procedente  de 
la  etapa  anterior. 

Tendrá  dos  salidas,  Y  para  el  resulta- 
do de  la  suma  y  Z  para  el  acarreo  a  pro- 
pagar en  la  siguiente  etapa.  Sin  más  que 
observar  la  tabla  de  verdad  de  esta  ope- 
ración se  pueden  construir  las  funciones 
de  salida  y,  a  partir  de  ellas,  el  circuito  ló- 
gico sumador. 


•  Operaciones  de  desplazamiento 

Estas  operaciones  alteran  la  posición 
relativa  de  los  bits  almacenados  dentro 
de  un  registro. 

Ejecutan  dos  tipos  fundamentales  de 
desplazamiento:  corrimiento  de  todos 
los  bits  una  posición  hacia  la  izquierda, 
o  corrimiento  fiacia  la  derecha. 


¿Cuáles  son  los  principales  periféricas  de 
entrada  para  microordenadores? 


TABLA  DE  VERDAD  Y  FUNCIONES  BOOLEANAS  DE  SALIDA  PARA 
EL  CIRCUITO  LOGICO  SUMADOR 


c 

A 

B 

Y 

z 

0 

0 

0 

0 

0 

0 

0 

1 

1 

0 

0 

1 

0 

1 

0 

0 

1 

1 

0 

1 

0 

0 

1 

0 

1 

0 

1 

0 

1 

1 

1 

0 

0 

1 

1 

1 

1 

1 

1 

y  =  (A  A  B  A  C)  V  {A  A  B  A  C)  v 
V  (Á  A  B  A  C)  V  {A  A  B  A  C)  = 


A  ®  B  ®  C 


z  =  {A  A  B  A  C)  V  {A  A  B  A  C)  V 
V  (Á  A  B  A  C}v  (A  A  B  A  C)  = 


^  (A  A  B)  V  (C  A  (A  ®  B)) 


Tabla  de  verdad  y  fundones  lógicas  que  realiza  un  arcuito  lógico  sumador.  La 
erjtrada  «íCj>  corresponde  al  acarreo  de  fa  última  operación  y  la  salida  aZ})  al 
acarreo  de  la  operación  en  curso. 


Realización  práctica,  mediante  puertas  lógicas, 

de  un  circuito  sumador  de  dos 

bits  con  salida  de  suma  (Y)  y  de  acarreo  (Z). 


Podemos  destacar,  en  primer  lugar,  al  teclado, 
que  sirve  para  prácticamente  todo  tipo  de 
operaciones  de  entrada  (control  del  sistema 
operativo,  o  programa  monitor,  introducción  de 
programas,  entrada  de  datos,  etc),  Usualmente. 
no  suelen  utilizarse  más  unidades  de  entrada;  no 
obstante,  existen  otros  muchos  periféricos  de 
entrada,  entre  los  que  podemos  destacar: 
simetizadores  de  voz,  lectores  ópticos, 
digitalizadores,  etc, 

¿..y  cuáles  los  principales  periféricos  de 
salida? 

La  configuración  mínima  de  cualquier 
microordenador  incluye  un  monitor  para  la  salida 
de  información  y  en  [a  mayoría  de  los  casos,  un 
pequeño  altavoz  para  salida  de  información 
audible.  El  siguiente  periférico  de  salida  en 
importancia  es  ta  impresora  para  satida  escrita  y 
el  plotter  para  información  gráfica, 

¿Un  modem  es  un  periférico? 

Estrictamente  no,  ya  que  un  modem  sólo  se 
encarga  de  la  transmisión  de  datos.  No 
obstante,  se  puede  considerar  como  tal,  ya  que 
puede  permitir  la  comunicación  entre  los 
distintos  microordenadores. 


47 


Dispositivos 
periféricos 


Las  unidades  periféricas  de  un  ordena- 
dor (mrní  o  micro)  son  aquellas  que  se 
encargan  de  establecer  la  comunicación 
entre  ei  ordenador  y  el  mundo  exterior. 
Su  actividad  principal  es  la  toma  de  da- 
tos, la  devolución  de  resultados  y  el  al- 
macenamiento de  información.  Estricta- 
mente no  se  pueden  considerar  como 
parte  integrante  del  ordenador,  aunque 
siempre  que  no  se  especifique  lo  contra- 
rio,  al  habfar  de  ordenador  en  sentido 
generai  (sistema  para  el  tratamiento  de 
información),  incluiremos  también  a  los 
periféricos. 


Tipos  de  periféricos 

Al  igual  que  cualquier  gran  ordenador, 
los  microordenadores  son  capaces  de 
trabajar  con  dos  tipos  de  periféricos:  de 
comunicación  y  de  almacenamiento. 

Todos  los  sistemas  para  el  proceso 
de  datos  necesitan  información  de  en- 
trada. Esta  será  procesada  y  almacena- 
da  después  de  su  tratamiento.  Y  final- 
mente, presentada  al  usuario  a  través  de 
un  órgano  de  salida:  pantalla,  impre- 
sora... 

Para  ilustrar  el  cometido  de  los  dos  ti- 
pos de  unidades  periféricas,  esbozare- 
mos un  ejemplo  extraído  de  la  informa- 
tica  rnás  tradicionaL  Concretamente, 


nos  ocuparemos  de  un  sistema  para  ei 
mantenimiento  de  información  bibliográ- 
fica. Dicho  sistema  exige  ¡a  presencia  de 
ias  siguientes  unidades  periféricas: 


•  Unidades  de  comunicación 

La  carga  inicial  de  los  datos  de  la  bi- 
blioteca en  el  ordenador  se  puede  reali- 
zar perforando  en  tarjetas  de  informa- 
ción relativa  a  cada  libro  (soporte:  tarje- 
tas perforables;  periférico:  lectora  de 
tarjetas).  Los  procesos  de  actualización 
de  dichos  datos,  mediante  altas,  cam- 
bios y  bajas,  se  reaíizarán  también  a  tra- 
vés de  tarjetas,  que  el  ordenador  depu- 
rará indicando  los  posibles  errores  me- 
diante un  iistado  de  anomalías  (soporte: 


I 


E¡  teclado  es  un  perifénco 
destinado  a  la  entrada 
de  información 
(datos  y 
pfogramasl 


I 


pfotter  o  trazador  gráfico  es  un 
periférico  de  comunicación  semejante 
a  fa  impresora,  con  la  particularidad 
de  que  esté  especializado  en  la 
impresión  de  gránaos. 


COMUNICACION 


MHACfNAMIENrü 


V 


P-0 


O  o 

CASSeTTE 

O 

AC  SECüENCIAL 


I 


Los  dispositivos  periféricos  más  frecuentemente  utilizados 

con  los  microordenadores  pueden  clasificarse 

en  dos  categorías  genéricas: 

periféricos  de  comunicación  y  periféricos  de 

almacenamiento. 


ALHACENAMIÉNIÓ 


/ 


48 


papeí  continuo;  periférico;  impresoras). 
Por  último,  se  podrán  editar  los  informes 
deseados,  utilizando  como  periférico  de 
comunicación  la  impresora  o  una  pan- 
talla. 

•  Unidades  de  almacenamiento 

La  información  suministrada  al  siste- 
ma a  través  de  las  unidades  de  comuni- 
cación, debe  almacenarse  en  algunos 
dispositivos  apropiados;  por  ejemplo, 
en  cintas  magnéticas  (soporte:  cinta 
-nagnética;  periférico:  unidad  para  cinta) 
:  en  discos  magnéticos  (soporte:  disco 
"^lagnético;  periférico:  unidad  de  dis- 
:o). 

Hoy  en  día,  un  sistema  de  esta  índole 
-tilizaría  otros  dispositivos  periféricos 


ÍLa  pantalla  es  el 
periférico  de 
comunicación  utilizado  pSira 
visualizar 
informaciones. 


La  cor} sola  o  termina!  es  un 
L    periférico  de  comunicación  integrado 
K   por  un  dispositivo  para  ¡a  entrada  de 
■   información  (teclado)  y  una  unidad 
m  periférica  de  salida  (pantalla). 


más  actuales,  versátiles  y  eficaces  que 
la  ya  histórica  tarjeta  perforada. 


Periféricos  de  comunicación 

Los  periféricos  de  comunicación  ac- 
tualmente más  extendidos  son:  el  tecla- 
do, en  el  capítulo  de  dispositivos  de  en- 
trada, y  la  pantalla  de  vídeo,  la  impreso- 
ra y  el  trazador  gráfico  o  «plotter»  como 
dispositivos  de  salida, 

Tec/ado 

El  teclado  que  forma  parte  del  termi- 
nal de  un  miniordenador  o  que  acomaña 
a  cualquier  microordenador  de  tipo  do- 
méstico, personal  o  de  gestión,  es  se- 
mejante al  que  incorporan  las  máquinas 
de  escribir.  Habitualmente,  el  teclado  in- 
cluye tres  zonas  o  bloques  de  teclas:  la 
zona  alfanumérica,  con  las  tecias  para  la 
introducción  de  los  caracteres  del  alfa- 
beto, signos  de  puntuación  y  determina- 
dos caracteres  especiales;  una  zona  in- 
dependiente de  teclas  para  la  introduc- 
ción de  cifras  decimales  y  un  conjunto 
de  teclas  de  órdenes  y  de  controL 

Pantafia 

Al  igual  que  el  periférico  más  usual 
para  la  entrada  de  datos  es  el  teclado, 
para  la  salida,  el  más  extendido  es  la 
pantalla.  En  los  microordenadores  su 
función  puede  ser  encomendada  a  un 
periférico  construido  especialmente 
para  ello  (monitor  de  vídeo),  o  a  la  panta- 
lla de  un  receptor  de  televisión  sí  se  tra- 
ta de  un  ordenador  de  tipo  doméstico. 

impresora 

Obviamente,  la  utilidad  de  este  perifé- 
rico está  en  la  producción  de  informa- 
ción escrita;  por  tanto,  podemos  afirmar 
que  es  una  unidad  de  salida.  Tiene  dos 
funciones  principales: 

♦  Listado  de  programas 

Cuando  un  programa  es  medianamen- 
te largo  puede  ser  muy  engorrosa  su  vi- 
sualización  a  través  de  la  pantalla.  Su  es- 
tudio y  modificación  será  más  fácil  ai 
realizarlo  sobre  una  copia  impresa. 


Para  saber  más 


¿Qué  tipos  de  operaciones  puede  realizar  la 
UAL? 

Tres.  Operaciones  lógicas,  operaciones 
aritméticas  y  operaciones  de  desplazamiento.  En 
cualquiera  de  los  casos  las  operaciones  deben 
ser  elementales,  de  forma  que  para  realizar  una 
operación  compleja  es  preciso  desglosarla  antes 
en  varias  operaciones  elementales. 

¿Qué  procedimientos  operativos  puede 
seguir  la  UAL? 

Procedimiento  en  serie,  que  consiste  en  el 
tratamiento  secuencial  de  los  bits  de  las 
entradas,  y  procedimiento  en  paralelo,  que 
consiste  en  operar  con  todos  los  bits  de  las 
entradas  a  la  vez. 

¿Qué  ventajas  e  inconvenientes  tienen  cada 
uno  de  los  procedimientos  operativos? 

El  procedimiento  operativo  en  serie  es  más 
barato  que  el  procedimiento  en  paralelo.  Sin 
embargo,  el  procedimiento  en  paralelo  es  más 
rápido.  La  mayoría  de  los  microprocesadores 
utilizan  procedimientos  en  paralelo. 

¿Dentro  de  los  procedimientos  en  paralelo, 
qué  tipos  de  operadores  existen? 

Dos.  Uno  esta  formado  por  los  operadores  con 
dos  registros  de  entrada  y  uno  de  salida,  El  otro 
se  compone  de  un  único  registro  de  entrada  y ' 
un  registro  especial,  llamado  acumulador 

¿Además  de  los  operadores,  qué  señales  son 
necesarias  para  completar  la  organización  de 
la  UAL? 

Un  grupo  de  señales  denominadas  comandos  de 
operación,  mediante  las  cuales  la  unidad  de 
control  gobierna  a  la  UAL,  Y  un  segundo  grupo 
de  señales  encargadas  de  garantizar  ta 
sincronización  del  funcionamiento. 

¿Qué  son  los  registros  de  condición? 

Son  unos  biestabtes  que  indican  alguna 
condición  especial  surgida  al  ejecutar  una 
operación,  y  que  pueden  ser  utilizados  por  el 
programa  para  tomar  determinadas  decisiones. 


49 


m  Listado  de  informes 

Cuando  los  resultados  producidos  por 
un  programa  no  son  de  tipo  interactivo, 
por  ejemplo  una  relación  de  libros  clasi- 
ficados alfabéticamente  por  autor,  es  in- 
teresante que  la  salida  se  realice  a  tra- 
vés de  una  impresora.  Será  responsabi- 
lidad del  programador  decidir  qué  datos 
se  muestran  por  pantalla  y  qué  datos  por 
impresora. 

Trazador  gráfico 

E!  «plotter»  o  trazador  gráfico  es  un 
periférico  de  salida  especializado  en 
trasladar  al  papel  dibujos  y  formas  grá- 
ficas creadas  por  el  ordenador  con  la  co- 
laboración de  un  programa  especiafiza- 
do  en  este  cometido. 

Una  plumilla  o  juego  de  plumillas  {si  se 
trata  de  un  plotter  en  color)  evoluciona- 
rá sobre  el  papel  trazando  las  figuras  que 
Je  dicte  el  ordenador. 


Periféricos  de  almacenamiento 

Por  lo  que  respecta  a  las  unidades  de 
almacenamiento  externo  permanente 
-las  denominadas  memorias  masivas-, 
el  protagonismo  corresponde  a  los  dis- 


ILa  impresora  es  otro 
periféricQ  de 
comunicación  cuya 
cometida  consiste  en 
obtener  una  copia 
impresa  de  ia  información 
de  saiida. 


eos  magnéticos  de  tipo  flexible  y  rígido, 
además  de  las  cintas  magnéticas. 

Unidades  de  cinta  magnética 

La  cinta  en  cásete,  popularizada  por 
los  microordenadores  de  tipo  domésti- 
co, cabe  considerarla  como  el  más  ele- 
mental de  los  periféricos  destinados  al 
afmacenamiento  de  datos.  El  soporte  de 
la  información  es  la  cinta  en  cásete,  y 
la  unidad  que  lo  procesa  puede  ser  un 
magnetófono  convencional. 

El  principal  inconveniente  es  su  lenti- 
tud: el  tiempo  utilizado  para  grabar  o  re- 
producir información  es  similar  al  nece- 
sario para  reproducir  cualquier  cásete 
musical. 


Otro  inconveniente  a  reseñar  es  que 
se  trata  de  un  soporte  de  almacenemien- 
to  de  tipo  secuencia I;  esto  es:  para  gra- 
bar o  leer  una  información  en  un  extre- 
mo de  la  cinta  nagnética,  es  necesario 
recorrer  toda  la  zona  de  cinta  previa  has- 
ta llegar  al  punto  adecuado. 

Las  unidades  de  mini-cinta  magnética, 
denominadas  habitualmente  unidades 
para  cartuchos  de  tipo  «streamer)), 
constituyen  una  variante  profesional  que 
goza  de  notable  difusión  en  el  mundo  de 
los  miniordenadores  y  microordenado- 
res de  uso  profesional.  Al  igual  que  su- 
cede con  cualquier  otra  unidad  en  la  que 
el  soporte  de  información  es  una  cinta 
magnética,  el  acceso  a  los  datos  es  de 
tipo  secuencial;  no  obstante,  su  veloci- 


I Unidad  de  minicinta:  H  Unidad  de  disco 

realiza  una  función  H  flexible:  estos  son  ios 

análoga  a  ¡a  del  ■  periféricos  de 

magnetófono,  si  bien,  H  almacenamiento  más 

es  capaz  de  operar  con  H  fiabituales  en  el  campo 

mayor  ■  de  ios 

veiocidad.  H  microordenadores. 


50 


-3d  es  muy  superior  a  la  propia  de  las 
.-¡dades  para  cinta  en  cásete  de  au- 


^  lídades  de  disco 

Los  soportes  de  almacenamiento  más 
extendidos  en  el  mundo  de  los  microor- 
denadores son  los  discos  flexibles  (de  5 

1/4  o  de  3,5  pulgadas)  y  discos  rí- 
:  jos. 

^a  capacidad  habitual  por  disco  flexi- 
í  suele  estar  comprendida  entre  los 
50  Kbytes  y  1 ,5  IVlbytes.  Por  su  parte, 
;s  discos  rígidos  pueden  poseer  capa- 
zades  que  van  desde  los  10  Mbytes 
ista  más  de  100  Mbytes. 
Cabe  señalar  que  mientras  los  discos 
iexibles  son  extraíbies  de  la  unidad  de 
€cíu ra/escritura,  los  discos  rígidos  no 
30fi  extraíbies  de  su  alojamiento.  La  me- 
^nica  de  acceso  a  los  discos  rígidos  es 
-ás  depurada  que  la  incorporada  por  las 
-  dades  de  disco  flexible;  ello  permite 
3  ocidades  de  acceso  a  la  información 
ii^iancialmente  más  elevadas.  Las  uni- 
3&des  para  disco  flexible  suelen  venir  in- 
:Egradas  en  el  propio  mueble  det  microor- 
denador o  acoplarse  al  sistema  a  modo 
JE  unidad  externa.  Una  novedad  respec- 
XI  a  los  anteriores  periféricos  de  alma- 
rinamientü  es  la  posibilidad  de  acceder 
:  'ectamente  a  una  información  sin  ne- 
lesidad  de  recorrer  secuencialmente 
IDÓQ  el  soporte  de  almacenamiento. 


Las  unidades  de  minidisco  o 
microdisGO  flexible  son  periféricos  de 
aímacerjamiento  de  características 
semejantes  a  las  tradicionales 
unidades  de  disco  flexible  de  5  y  1/4 
pulgadas,  aunque  ocupando  menor 
espacio  físico. 


Máquinas  de  Turing 


Las  máquinas  ideadas  por  el  matemático  afemán 
Turing,  del  que  tomaron  su  nombre,  son  los 
procesadores  más  sencillos  que  existen.  Son 
capaces,  sin  embargo,  de  resolver  cualquier 
problema,  por  complicado  que  éste  sea. 
El  modelo  teórico  consiste  en  una  cinta  de 
longitud  infinita  sobre  la  que  se  pueden  escribir 
símbolos  de  un  determinado  alfabeto  I  ao.  ai, 
an },  entre  los  que  obligatoriamente  debe  figurar 
el  símbolo  vacío  (ap  =  *),  y  una  serie  de 
instrucciones  que  la  máquina  es  capaz  de 
ejecutar.  Se  puede  escribir  sobre  uno  y  sólo  uno 
de  los  campos  de  la  cinta  a  la  vez  (campo 
activo|.  La  cinta  se  puede  desplazar  hacia  la 
izquierda  o  derecha  y  la  máquina  conoce  el 
estado  en  que  se  encuentra  en  cada  momento. 
Los  programas  están  formados  por  un  número 
finito  de  instrucciones  con  et  siguiente  formato: 

|c  ai  V  el 

donde  a;  £  i  ao,   arr } ; 

c,  c  €  { 0. k  1  y  V  E  i  ao,  at, a^i,  r,  l,  s  j 
y  tan  sófo  pueden  tener  cuatro  significados: 

1 .  ¡c  ai  aj  c'l  Cambiar  el  carácter  a¡  por  a¡  en 
el  campo  activo  y  pasar  det  estado  c  al  estado 
c'. 

2.  |c  a¡  r  c'l  Desplazar  la  posición  activa  hacia 
la  derecha  y  cambiar  el  estado  c  por  el  c\ 

3.  |c  a¡  I  c]  Desplazar  la  posición  activa  hacia 
la  izquierda  y  pasar  del  estado  c  al  estado  c'. 

4.  |c  a¡  s  c]  Parar  la  ejecución  del  programa. 

Normalmente  se  trabaja  con  un  alfabeto  de  dos 
únicos  símbolos  I»,  1}  de  forma  que  se  codifica 
cualquier  dígito  de  valor  n  mediante  n  +  1 
símbolos  «U  entre  dos  símbolos  e».  Por 
ejemplo,  la  cadena  de  números:  «5,  6,  7,  O»  se 
representaría  por: 

1  1  Í1  11  -  1  1 
11  1  1  1  <  n  1  1  1 
111*1*... 


La  ejecución  del  programa  depende  del  estado 
en  el  que  se  encuentre  ta  máquina  y  del  carácter 
que  ocupa  en  la  cinta  la  posición  activa.  Se 
busca  la  instrucción  que  comience  con  ese  par 
de  valores  y  se  ejecuta,  después  de  lo  cual  se 
repite  e!  proceso. 

A  título  de  ejemplo  vamos  a  describir  una 
máquina  de  Turing  capaz  de  buscar  el  último  fli)) 
del  bloque  en  el  que  se  encuentre  y  detenerse 
en  esa  posición.  El  conjunto  de  instrucciones  es 
el  siguiente: 


comprobemos  que  funciona: 


ES- 
TADO 


CINTA 
POSICION  ACTIVA 


  1  1 

..111 
1  1  1 
1111 
1111 

..111 


INSTRUC 
CION 


0  1  r  1 
1110 

01  r1 

1-  2 

2-  13 
3  1  s3 


En  efecto,  la  posición  activa  termina  situada  en 
el  último  «I))  del  bloque  en  el  que  se  encontraba 
al  comenzar  la  ejecución. 


51 


CARACTERISTICAS  DE  ALGUNOS  DISPOSITIVOS  PERIFERICOS 


Periférico 

Tipo 

Soparte 

Entrada 

Salida 

Acceso 

Función 

Teciado 

Comjnicación 

Sí 

No 

Entrada  principal  de  datos. 

Pantalla 

Comunicación 

Ho 

Sí 

Visualización  de  datos  y  resultados. 

Impresora 

Comunicación 

Papel  continuo 

No 

Sí 

Obtención  de  informe  escritos  y  listados  de 
programas. 

Plotter 

Comunicación 

Papel 

No 

Sí 

Representaciones  gráficas. 

Unidad  de  casetes 

Almacenamiento 

Cinta  magnética 

Sí 

Sí 

Secuencial 

Unidad  básica  de  almacenamiento  de  datos 
y  programas. 

Unidad  de  mini-cinta 

Almacenamiento 

Cinta  magnética 

Sí 

Sí 

Secuencial 

Análogo  al  cásete,  pero  con  mayor 
velocidad. 

Unidad  de  disquete 

Almacenamiento 

Disco  magfiético  flexible 

Sí 

Sí 

Directo 

Almacenamiento  de  programas  y  datos  co" 
acceso  directo. 

Unidad  de  disco  rígido 

Almacenamiento 

Disco  magnético 

Sí 

Sí 

Directo 

Análogo  al  disquete  pero  más  rápido  y  de 
mayor  capacidad. 

■ Los  pequeños  sistemas  de  microordenador  suelen  conectarse  a  magnetófonos  domésticos  de  caseíe 
para  ei  almacenamiento  masivo  de  programas  y  datos. 

52 


Unidades 
de  memoria 


na  Memoria  es  un 
dispositivo  capaz 
de  almacenar  in- 
formación binaria. 
Las  características 
tecnológicas  de  la  unidad  de  almacena- 
miento o  memoria  de  un  ordenador  que- 
dan perfectamente  determinadas  por  ¡as 
características  inherentes  a  su  celda  bá- 
s  ca  de  almacenamiento  o  «punto  de 
'^emoria».  Eí  punto  de  memoria  es  el 
elemento  físico  capaz  de  almacenar  un 
dígito  de  información  binaria  o  bit. 


Clasificación 

La  clasificación  de  las  unidades  de  me- 
moria puede  hacerse  a  partir  de  diferen- 
tes conceptos  de  referencia.  Común- 
mente se  establece  una  primera  clasifi- 
cación general  atendiendo  a  la  jerarquía 
que  corresponde  la  unidad  de  memoria 
dentro  del  sistema  de  proceso. 

La  jerarquía  es  un  concepto  de  clasifi- 
cación que  obedece  a  dos  propiedades 
de  las  memorias:  velocidad  de  trabajo  y 
capacidad  de  almacenamiento. 

Los  diversos  tipos  de  memoria,  cata- 


De  la  memoria  principal 
a  los  soportes  masivos 

logados  en  sucesivos  órdenes  jerárqui- 
cos, son  los  siguientes; 

#  Memorias  lampón:  Son  memorias 
de  baja  capacidad  y  alta  velocidad.  Ac- 
túan habitualmente  como  memorias 
aLixillares  en  la  trasferencia  de  informa- 
ción entre  la  unidad  central  de  proceso 
y  las  unidades  de  entrada  y  salida. 

Los  denominados  registros  banafiza- 
dos  o  de  propósito  general  de  algunos  mi- 
croprocesadores son  memorias  de  este 
tipo. 

•  Memorias  centra/es:  Bajo  esta  deno- 
minación se  incluyen  las  memorias  de 


CAPACIDAD 
DE 

ALMACEN/^IENTO 


MEMORIAS 
JAMPON 


MEMORIAS 
CENTRALES 


MEMORIAS 
DE 
MASA 


VELOCIDAD 
DE 

OPERACION 


I 


Cfasífiaación  jerárquica  de  ias  memorias:  las  más  rápidas  son  fas  que  tienen  menor 
capacidad  de  almacenamiento.  Por  ef  contrario,  fas  memorias  de  masa  son  las  que  pueden 
almacenar  mayor  cantidad  de  Información,  aunque  su  vefocidad  de  operación  es  Inferior. 


53 


trabajo  que  se  hallan  asociadas  a  la  CPU 
y  forman  parte  del  sistema  organizado. 

Su  misión  consiste  en  almacenar  los 
programas,  datos  y  resultados  implica- 
dos en  la  ejecución  de  las  sucesivas 
instrucciones. 

•  Memorias  de  masa:  Son  memorias 
de  acceso  directo  o  aleatorio  y  de  ele- 
vada capacidad.  Se  emplean  como  blo- 
ques de  almacenamiento  auxiliar.  Su  ve- 
locidad de  transferencia  de  información 
es  muy  elevada,  aunque  netamente  infe- 
rior a  la  de  las  memorias  centrales  a 
semiconductores. 

Para  que  la  CPU  pueda  tratar  la  infor- 
mación almacenada  en  una  memoria  de 
masa  ésta  debe  pasar  inicialmente  al  in- 
terior de  la  memoria  central  del  sistema. 
En  virtud  de  su  cometido,  una  caracte- 
rística básica  de  las  memorias  de  masa 
es  su  caudal  de  transferencia  o  número 
de  bytes  de  información  que  puede 
transferir  por  unidad  de  tiempo.  Se  ex- 
presa en  Kbytes/seg  o  Mbytes/seg. 


Las  memorias  de  masa  que  alcanzan 
mayor  difusión  en  el  campo  de  los  mi- 
croordenadores son  los  discos  magné- 
ticos flexibles  o  «Floppy  disk»,  y  los  dis- 
cos rígidos. 


Características  generales 
de  las  memorias 

El  dato  más  comúnmente  utilizado  para 
caracterizar  a  una  memoria  en  concreto 
es  su  capacidad  de  almacenamiento. 
Existen,  sin  embargo,  otras  particulari- 
dades que  permiten  conocer  mejor  las 
propiedades  de  este  tipo  de  elementos: 

#  Tiempo  de  acceso:  medida  del  inter- 
valo de  tiempo  Transcurrido  desde  que 
se  solicita  un  dato  a  la  unidad  de  memo- 
ria hasta  que  ésta  lo  entrega. 

#  Cic/o  de  memoria:  tiempo  que  trans- 
curre desde  que  se  solicita  un  dato  a  la 


unidad  de  memoria  hasta  que  ésta  se  ha- 
lla disponible  para  efectuar  una  nueva 
operación  (de  lectura  o  escritura). 

•  Tiempo  medio  de  acceso:  se  define 
como  el  tiempo  de  acceso  a  una  posi- 
ción intermedia  de  la  memoria,  emplaza- 
da respecto  a  los  límites  de  acceso  in- 
mediato y  extremo. 

•  Acceso  éieatorlo:  una  memoria  es 
de  acceso  aleatorio  cuando  el  tiempo  de 
acceso  a  cualquier  palabra  de  informa- 
ción almacenada  es  de  valor  constante. 
La  memoria  central  de  los  sistemas  de 
proceso  debe  ser,  necesariamente,  de 
acceso  aleatorio. 


Clasificación  básica 

de  las  memorias  centrales 

La  memoria  central  de  un  sistema  ba- 
sado en  microprocesador  consta,  por  fo 


atendiendo  al 
MODO  DE  LECTURA 


LECTURA 
DESTRUCTIVA 


LECTURA 
NO  DESTRUCTIVA 


atendiendo  al 

MODO  DE  RETENER  LA  INFORMACION 


VOLATILES 


NO 

VOLATILES 


JZ 


ESTATICAS 


DINAMICAS 


■ Clasificación  de  fas  memorias  atendiendo  a  sus  características 
de  lectura  y  modo  de  retener  la  información. 


54 


general,  de  varias  unidades  de  almace- 
'^amiento  que  poseen  una  característica 
lásSca  en  común:  son  memorias  de  ac- 
:eso  aleatorio. 

Dentro  del  campo  de  las  memorias 
centrales  se  establecen  varios  concep- 
tos que  dan  lugar  a  diversas  clasificacio- 
nes. Estos  conceptos  de  referencia  son 
dos:  modo  de  lectura  y  retención  de  la 
fiformación  almacenada. 

Atendiendo  al  <(modo  de  lectura»  po- 
:2emos  establecer  la  siguiente  clasifíca- 
:  ón  de  las  memorias  centrales: 

#  Memorias  de  iectura  destructiva:  al 
«er  determinada  posrción  de  memoria, 
a  información  almacenada  desaparece. 
Este  tipo  de  memorias  precisan  de  una 
'egeneración  del  contenido  después  de 
efectuada  la  operación  de  lectura, 

m  Memorias  de  lectura  no  destructiva: 
z3  operaciones  de  lectura  no  provocan 
z  pérdida  de  la  información  almacenada. 

Atendiendo  al  modo  de  «retener  la  In- 
^jrmación»  cabe  establecer  dos  clasifi- 
caciones parciales: 

•  Memorias  volétiles  o  no  vofátilss:  las 
-^emorías  volátiles  son  aquellas  que  re- 
:  jieren  la  presencia  de  una  fuente  de  ali- 
mentación. Al  desconectar  el  aprovisio- 
namiento energético,  se  pierde  la  infor- 
mación almacenada. 

La  información  almacenada  en  las  me- 
"^orias  no  volátiles  se  conserva  aun 
lijando  se  desconecte  la  fuente  de  ali- 
-^entación  que  nutra  la  unidad  de  me- 
moria. 

m  Memorias  estáticas  o  dinámicas:  ta 
Worrn ación  almacenada  en  una  memo- 
-5  estática  permanece  inalterable  mien- 
i'3s  no  se  modifique  por  actuación  ex- 
terna. 

La  información  almacenada  en  una 
^emoria  dinámica  sufre  una  degrada- 
:  ón  con  el  tiempo,  de  tal  forma  que  lle- 
ra a  desaparecer  al  cabo  de  un  intervalo 
"ás  o  menos  prolongado.  Para  evitar 
^sta  pérdida  deben  enviarse  periódica- 
mente unos  pulsos  denominados  «de  re- 
-^esco»  que  restauran  la  información  al- 
macenada. 


Memorias  de  masa 

Las  memorias  de  masa  o  auxiliares 
son  dispositivos  periféricos  destinados 


al  almacenar  de  forma  permanente 
grandes  volúmenes  de  información, 
ya  sean  programas  o  datos. 

Un  programa  almacenado  en  una  uni- 
dad de  este  tipo  no  es  directamente  eje- 
cutable, sino  que,  para  que  ello  sea  po- 
sible, es  preciso  trasladarlo  previamen- 
te a  la  memoria  central  del  ordenador. 

Esta  categoría  de  dispositivos  presen- 
ta una  característica  fundamental:  la  in- 
formación almacenada  no  es  volátil,  o  lo 
que  es  lo  mismo,  no  se  borra  al  desco- 
nectar la  alimentación.  Ello  permite  con- 
servar los  programas  y  datos  para  em- 
plearlos en  cualquier  otra  ocasión.  Su 
actuación  se  fundamenta  en  el  aprove- 
chamiento de  las  propiedades  magnéti- 
cas, o  en  el  control  de  la  variación  de  la 
estructura  física,  de  determinados  mate- 
riales que  constituirán  el  soporte  de  al- 
macenamiento. 

Probablemente,  el  primer  soporte  em- 
pleado para  almacenar  datos  y  progra- 
mas en  un  ordenador  fue  la  tarjeta  per- 
forada. Estas  empezaron  a  utilizarse  en 
la  industria  textil  tras  su  invención  por 
Joseph  Jacquad.  Más  tarde,  las  tarjetas 
perforadas  fueron  empleadas  por  Her- 
mann  Hollerith  en  una  máquina  destina- 
da a  procesar  la  información  referente  al 
censo  de  los  Estados  Unidos. 

Una  tarjeta  perforada  consiste  en  una 
simple  cartulina  rectangular  en  la  que  se 
disponen  12  filas  con  80  columnas. 


cada  una  de  posibles  perforaciones.  La 
presencia  o  ausencia  de  perforación  en 
los  diversos  puntos  es,  precisamente,  lo 
que  permite  representar  distintas  infor- 
maciones. Para  trasladar  la  información 
a  la  tarjeta  se  emplea  comúnmente  un 
código  especial,  llamado  código  Holle- 
rith; éste  permite  codificar  cualquier  ca- 
rácter en  una  columna  de  la  tarjeta. 

La  perforación  de  las  tarjetas  se  reali- 
za mediante  unas  máquinas  especiales 
llamadas  perforadoras  de  tarjetas.  Su 
lectura  puede  llevarse  a  cabo  por  proce- 
dimientos mecánicos  (escobillas)  u  ópli- 
cos  {células  fotoeléctricas).  En  la  actua- 
lidad, este  soporte  ha  quedado  total- 
mente obsoleto  y  su  presencia  se  redu- 
ce a  instalaciones  anticuadas  de  grandes 
ordenadores. 

Las  cintas  de  papel  perforado  consti- 
tuyen otro  de  los  soportes  de  almacena- 
miento en  desuso  en  nuestros  días.  Son 
simples  cintas  de  papel,  en  las  que  se 
practican  las  perforaciones  adecuadas 
para  codificar  la  información.  Hoy  en  día 
están  presentes  en  algunos  teletipos. 
Las  propiedades  magnéticas  de  deter- 
minados materiales  empezaron  a  apro- 
vecharse para  construir  los  primeros  so- 
portes de  memoria  en  cinta  magnética. 
En  esencia,  la  constitución  y  funciona- 
miento de  las  unidades  apropiadas  no 
difiere  en  exceso.  Se  trata  de  una  cinta 


I Algunos  sistemas  informáticos  preser^tes  en 
eí  mercado  admiten  ampliaciones  de 
memoria  por  medio  de  módulos  de 
expansión  como  los  de  la  figura. 


55 


plástica  sobre  la  que  se  deposita  una 
capa  de  material  magnetizable.  Esta,  que 
constituye  la  superficie  exterior  de  la  cin- 
ta, es  la  que  memoriza  la  información  en 
forma  de  dominios  magnéticos  en  dis- 
tinta orientación.  Su  tamaño,  longitud, 
formato  y  capacidad  varían  según  el  mo- 
delo. Las  cintas  magnéticas  son  sopor- 
tes de  tipo  secuencial.  Ello  supone  un  in- 
conveniente, puesto  que  para  acceder  a 
una  información  específica  es  necesario 
pasar  por  todas  las  informaciones  que  la 
preceden,  con  la  consiguiente  pérdida 
en  tiempo  de  acceso.  Semejante  proble- 
ma no  es  exclusivo  de  las  cintas  magné- 
ticas, sino  que  afecta  también  a  las  tar- 
jetas perforadas  y  a  la  cinta  de  papel. 


I 


Una  ¡ecíora  de  doleos  flexsbíes  es 
capaz  de  leer  y  escnbir  datos  con 
acceso  directo  en  un  soporte 
magnético.  Estos  soportes  pueden 
¡legar  a  almacenar  del  orden  de  varías 
centenares  de  Kbytes  de  información. 


Otro  método,  también  basado  en  las 
propiedades  magnéticas  de  algunos  ma- 
teriales, es  el  de  los  tambores  magnéti- 
cos. Consisten  en  unos  cilindros  sobre 
los  que  se  deposita  una  capa  de  mate- 
rial magnetizable  capaz  de  retener  la  in- 
formación. Esta  se  graba  y  se  lee  me- 
diante un  cabezal  cuyo  brazo  se  mueve 
en  la  dirección  del  eje  de  giro  del  tam- 
bor; realizando  Jos  giros  adecuados  del 
tambor,  será  posile  actuar  libremente 
sobre  cualquier  punto  de  la  superficie  del 
cilindro.  Por  consiguiente,  el  acceso  a  la 
información  es  directo  y  no  secuencial. 

En  la  actualidad,  el  sistema  más  exten- 
dido lo  constituyen  los  discos  magnéti- 


I 


5/  por  el  centro  de  un  núcleo  de 
ferríía  se  hace  pasar  una  corriente 
eléctrica  de  valor  I,  éste  se 
magnetiza  en  una  dirección  (en  el 
sentido  de  las  agujas  del  reloj,  en 
este  caso). 


eos,  ya  sean  de  tipo  f fexibfe  (f loppy  disc 
o  rígidos,  además  de  ciertas  variantes 
menos  extendidas.  En  esencia,  se  tratE 
de  un  disco  de  plástico  sobre  el  que  se 
realiza  la  consabida  operación  de  depo- 
sitar  una  capa  de  material  magnético 
Estos  discos  presentan  la  ventaja  de 
permitir  un  acceso  directo  o  aleatorio  c 
cualquier  punto  de  su  superficie,  ventajE 
que  comparten  con  el  tambor  magnéti- 
co. Hoy  en  día  se  sigue  investigando  cor 
empeño  en  este  campo,  y  no  sólo  para 
desarrollar  nuevos  periféricos  de  alma- 
cenamiento  -ahí  están,  por  ejemplo,  las 
unidades  de  disco  óptico  a  láser-,  sinc 
también  para  mejorar  la  capacidad  y  efi- 
cacia de  los  discos  y  cintas  magnéticas 


^  w  n 


MATRIZ 

DE 
NUCLEO 


M 


I 


Para  acceder  a  una  determinada 
posición  de  memoria  de  una  matriz 
de  núcleos  de  ferríta,  se  lleva  la 
dirección  a  un  circuito  de 
decodificación  que  seleccionará  el 
octeto  buscado. 


CINTA  DE  PAPEL 
PERFORADA, 


CINTAS 
MAGNETICAS 


56 


I  Memorias  de  núcleos  de  ferríta 


Un  núcleo  de  ferrita  es  un  cilindro  capaz  de 
magnetizarse  en  dos  direcdones  diferentes,  a 
cada  una  de  las  cuales  se  asocia  uno  de  los  dos 
estados  lógicos:  «uno j>  o  «cero», 
Para  almacenar  un  estado  binario  se  hace  pasar 
una  corriente  eléctrica  por  un  hilo  conductor  que 
atraviesa  al  núcleo.  La  corriente  eléctrica  que 
circula  por  el  hilo  nnagnetiza  al  núcleo  en  un 
sentido  o  en  otro.  En  cualquier  caso  la  corriente 
debe  superar  un  valor  límite  lo. 

Escritura  en  una  nrtemorla 
de  núcleo  magnético 

Cuando  la  intensidad  de  la  corriente  que 
atraviesa  el  núcleo  no  supera  el  valor  límite  lo,  el 
campo  magnético  inducido  desaparece  al  cesar 
ía  corriente.  Si,  por  el  contrario,  la  corriente  es 
mayor,  el  campo  magnético  permanece  en 
ausencia  de  corriente.  A  l^,  se  le  denomina  punto 
de  no  retorno.  De  esta  forma,  para  grabar  un 
uno  lógico  se  hace  pasar  por  la  ferríta  una 
corriente  superior  a  lo,  que  produce  un  campo 
magnético  de  valor  B.  Para  grabar  un  cero  se 
hace  pasar  una  corriente  inferior  a  -L  con  lo 
que  el  campo  inducido  toma  un  valor  -B. 

lectura  en  una  memoria 
de  nécleos  magnéticas 

Para  leer  el  contenido  de  un  núcleo  previamente 
grabado  se  emplea  un  segundo  hilo  conductor, 
por  el  que  se  hace  pasar  una  corriente  eléctrica 
de  valor  -lo.  Si  el  campo  tiene  una  intensidad  Bi 
se  produce  una  corriente  inducida  en  el  primer 
hilo  cuyo  valor  se  identificará  cono  «uno  lógico)). 
Cuando  el  valor  del  campo  almacenado  sea  =3, 


la  corriente  inducida  corresponderá  a  un  «cero 
lógico». 

Método  de  selección  en  una  memoria 
de  núcleos  magnéticos 
Los  núcleos  de  ferrita  se  disponen  en  forma  de 
matriz:  cada  fila  representa  una  dirección 
(normalmente  compuesta  por  3  núcleos  o  bits). 
Para  seleccionar  la  fila  se  manda  la  dirección  de 
memoria  a  un  circuito  combinacional  que 
determina  el  hilo  en  el  que  se  encuentra  et 
octeto  direccionado.  Por  este  hilo  se  hace  pasar 
una  intensidad  1/2.  Por  todas  las  columnas  de 
la  matriz  de  memo  ha  ^stá  circulando 
continuamente  una  corriente  de  intensidad  1  /2. 
Los  únicos  8  núcleos  de  ferrita  atravesados  por 
una  intensidad  1  (1/2  r  1/2)  son  los 
correspondientes  al  octeto  seleccionado. 

¿Üué  es  una  memoria  tampón? 

Es  una  memoria  de  baja  capacidad  utilizada  casi 
exclusivamente  como  registro  de 
almacenamiento  temporal  de  información 
binaria.  Habitualmente  actúa  como  memoria 
auxiliar  en  las  trasferencias  de  información  entre 
la  CPU  y  las  unidades  de  Entrada/Salida. 

¿Qué  es  la  memoria  central? 

Es  la  memoria  donde  se  almacenan  los 
programas,  los  datos  y  los  resultados 
implicados  en  la  ejecución  de  un  proceso. 

¿Oué  son  las  memorias  de  masa? 

Son  memorias  de  elevada  capacidad  de 
almacenamiento.  La  información  almacenada  en 


ellas  debe  pasar,  al  comienzo  de  la  ejecución  de 
un  determinado  proceso,  al  interior  de  la 
memoria  central  Ejemplos  de  memorias  de 
masa  son  las  unidades  de  disco  flexible  o  de 
cinta  magnética. 

¿Oué  es  una  memoria  RAM? 

Un  tipo  de  memoria  central  de  acceso  aleatorio 
en  la  que  se  pueden  efectuar  operaciones  de 
lectura  y  escritura.  En  ausencia  de  alimentación 
la  información  almacenada  en  ella  se  wolatilizas 
o  desaparece. 

¿Qué  es  una  memoria  ROM? 

ROM  son  las  siglas  inglesas  de  «Read  Oniy 
Memory)>  memoria  sólo  de  lectura.  Las  ROM  son 
memorias  en  las  que  la  información  se  graba 
durante  el  proceso  de  fabricación  y  queda 
permanentemente  afmacenada  en  ellas. 

¿Qué  es  una  memoria  de  burbujas 
magnéticas 

Es  un  tipo  de  memoria  RAIVl  en  el  que  la 
información  binaria  se  almacena  en  forma  de 
presencia  o  ausencia  de  dominios  de 
magnetización  en  un  medio  magnético. 
Los  dominios  magnéticos  o  burbujas  se 
desplazan  sobre  ef  plano  de  una  superficie 
magnética  excitados  por  determinados  campos 
magnéticos. 

Su  velocidad  de  trabajo  es,  hoy  por  hoy, 
sustancialmente  inferior  a  la  de  las  memorias  de 
tecnología  MOS.  En  contrapartida,  su  capacidad 
de  almacenamiento  es  muy  superior. 


57 


La  memoria  central  de  | 

los  microordenadores  b  y  fSncloSento 


entro  del  estudio 
de  las  memorias 
centrales  o  resi- 
dentes distingui- 
mos entre  memo- 


rias RAM  y  ROM;  no  obstante,  y  para 
aportar  una  idea  general  de  principio,  las 
definiciones  básicas  las  estableceremos 
sobre  un  modelo  generalizado  de  me- 
moria central  de  lectura/escritura. 

Para  aproximarnos  en  la  medida  de  lo 
posible  al  conocimiento  de  la  estructura 
básica  de  una  unidad  de  memoria  real 
partiremos  de  un  bloque  de  memoria 
-organizado  por  palabras-  capaz  de  al- 
macenar un  conjunto  de  8  palabras  bi- 
narias de  8  bits  cada  una;  así  pues, 
nuestro  modelo  de  memoria  central  será 
capaz  de  almacenar  8  bytes  de  Infor- 
nnación. 

La  unidad  de  memoria  consta  de  di- 
versos bloques:  decodificador  de  direc- 
ciones, matriz  de  memoria,  lógica  de 
control  y  registro  de  información.  Empe- 
zaremos prestando  nuestra  atención  a  ia 
matriz  de  memoria  a  partir  de  la  que  es- 


tableceremos algunas  definiciones  fun- 
damentales. 


Matriz  de  memoria 

En  el  modelo  de  memoria  propuesto 
aparecen  64  «puntos  de  memoria»  o  lo 
que  es  lo  mismo:  64  elementos  físicos 
capaces,  cada  uno,  de  almacenar  un  dí- 
gito de  información  binaria  o  bit. 

Agrupando  un  determinado  número 
de  puntos  de  memoria  llegamos  a  obte- 
ner una  célula  de  memoria. 

En  el  caso  que  nos  ocupa,  cada  célula 
de  memoria  consta  de  8  puntos  de  me- 
moria, habida  cuenta  de  que  trabajamos 
con  palabras  binarias  de  8  bits  =  1 
byte. 

Respecto  a  cada  célufa  de  memoria 
cabe  definir  los  dos  conceptos  siguien- 
tes: 

•  DIRECCfON:  la  dirección  de  una  cé- 
lula de  memoria  es  un  númeio  virtual  que 
la  identifica. 


La  dirección  es  independiente  del  c 
tenido  y  está  relacionada  únícame 
con  la  ubicación  de  la  célula  dentro  de 
matriz  de  memoria, 

•  CONTENIDO:  Es  la  información  q 
en  cada  instante  se  halla  almacenada 
la  célula  de  memoria. 


Decodificador  de  direcciones 

El  circuito  decodificador  de  direccí 
nes  tiene  encomendada  la  tarea  de  la  cé- 
lula cuya  dirección  ingresa  en  la  unidas 
de  memoria  a  través  de  las  líneas 
direccionamiento. 

Volviendo  al  modelo  de  memoria  uti- 
lizado como  ejemplo,  observamos  que 
[as  posibilidades  de  direccionamiento  se 
concretan  en  8  células  que  almacenan 
sendas  palabras  de  información.  Para  di- 
reccionar  cualquiera  de  fas  8  células  son 
necesarias  3  íneas  de  bit  que  transmiti- 
rán las  configuraciones  binarias  corres- 
pondíentes. 


I Estructura  de  un  sistema  basado  en  microprocesador  Consta  de  tres  partes: 
unidad  central,  sistema  de  entrada/salida  y  memoria.  Esta  última  a  su  vez, 
se  divide  en  dos  zonas:  zona  ROM  de  soio  lectura  y  zona  de  memoria  RAM 
hábil  tanto  para  la  lectura  como  para  la  esentura  de  información. 


58 


Recordemos  que  con  3  bits  pueden 
generarse  hasta  2"  =  2^  =  8  configura- 
ciones binarias  distintas  que,  en  el  caso 
que  nos  ocupa,  cubrirán  el  margen  de  di- 
reccionamiento  accesible. 

Las  líneas  de  direccionamiento  proce- 
den de  la  CPU  a  través  del  bus  de 
direcciones. 

Dada  la  reducida  capacidad  del  mode- 
lo de  memoria  empleado,  el  circuito  de- 
codificador  de  direcciones  es  extrema- 
damente simple,  de  tal  forma  que  pode- 
mos diseñarlo  fácilmente. 

Partimos  de  la  tabla  de  verdad  que 
ilustra  la  correspondencia  entre  las  con- 
figuraciones de  direccionamiento  y  las  lí- 
neas de  selección  que  acceden  a  las  di- 
versas células  de  la  matriz  de  memoria 
Una  vez  obtenidas  las  ocho  funciones 
lógicas  de  selección,  sintetizamos  el  de- 
codificador  a  partir  de  operadores  lógi- 
cos elementales. 


Registro  de  información 

El  registro  de  información  está  cons- 
tituido por  un  número  de  biestables  igual 
a  la  longitud  de  cada  célula  de  memoria. 
Su  tarea  consiste  en  memorizar  tempo- 
ralmente las  palabras  de  información 
que  van  a  ser  almacenadas  o  que  han 
sido  extraídas  de  la  célula  de  memoria 
seleccionada  por  las  líneas  de  direc- 
cionamiento. 

Algunas  unidades  de  memoria  poseen 
registros  distintos  para  la  información 
extraída  e  información  a  almacenar  y,  en 
consecuencia,  están  dotadas  de  líneas 
de  datos  diferentes  para  entrada  y  sali- 
da. No  obstante,  en  la  actualidad,  la  ma- 
yor parte  de  unidades  comerciales  po- 
seen un  solo  registro  de  información  co- 
mún para  entrada  y  salida. 

Las  líneas  de  datos  que  comunican  al 
registro  de  información  con  el  exterior 
están  provistas  de  elementos  tr  i-estad  o 
que  aislan  a  la  unidad  de  memoria  del 
resto  del  sistema.  En  el  caso  adoptado 
como  ejemplo,  las  líneas  que  parten  del 
bus  de  datos  del  sistema  y  comunican 
con  el  registro  de  información  asociado 
a  la  unidad  de  memoria,  ascenderán  a  8, 
canalizando  cada  una  de  ellas  un  bit  de 
la  palabra  dato. 


PROGRAMADAS 
DURANTE  EL 
PROCESO  DE 
FABRiCACiON 


MEMORIAS 
DE 

SOLO  LEQURA 


j 


i 


PROGRAMADAS 
POR  EL 
USUARIO 


Ho  m 

B0RRABLE5  ■ 


i 


REPRD- 
GRAMABLES 


ROM 


c 


PROM 


c 


EAROM 


c 


i 


UV 
EPROM 


c 


■  Cfasificación  de  ¡os  tipos  más  relevantes  de  memorias  de  sólo  lectura. 

H  El  contenido  de  las  memorias  EAROM  se  borra  mediante 

H  impulsos  eléctricos.  La  información  almacenada  en  las 

I  UV  EPROM  se  altera  por  medio  de  radiaciones  ultravioleta 


DIRECCIONES 


ENTRADA  DE 
DJRECCEONAMIENTO 


MATRIZ 

DE 
ME  MORÍA 


LOGICA 
DE 


-Or/w 


SEMALES 

DE 
CONTROL 


REGISTRO 
DE 

INFORMACION 

ENTRADA /SALJOA 
De  DATOS 


I Diagrama  de  bloques  de  un  modelo  básico  de 
memoria  central.  La  unidad  representada  posee  una 
capacidad  de  almacenamiento  de  8  palabras  binarias 
de  8  bits  cada  una  (8  bytes). 


r 
^20 — 


-Oh 


CELU.A 


I 


Circuito 
decodifícador 
de  direcciones 
para  una 
memoria  de  8 
posiciones.  La 
entrada  consta 
de  tres  iíneas  y 
fa  salida  de 
ocho,  cada  una 
de  las  cuales 
activa  una 
palabra  de 
memoria^ 


¡jt  LA  w,m\4  ut  HfcuqfnA 


¿'  1;  Q  r~o         I  I  ü  I  ¿  I  nt'j\ 

m  -\;  B5.  L  .a-v  i.  m   I  6i   I  ai  I   bí   \  m.'J 


^iRAÍlA^^inift  DE  DATOS  AL  BUS 


I 


Registro  de  información 
y  circuito  de  adaptación 
controlado  entre  ia  unidad  de 
memoria  y  ei  bus  de  datos. 


O 


y 


— o  ^™ 


tflUTtKRIZACIGN} 


I 


Lógica  de  control  para  una  memoria  RAM.  Este  circuito 
genera  las  órdenes  de  lectura  (R)  y  escritura  (W)  para  el 
control  de  la  matriz  de  memoria,  así  como  los  comandos 
de  entrada  (IN)  y  de  salida  (OUT). 


Lógica  de  control 


El  circuito  de  control,  o  lógica  de  con- 
trol, genera  las  órdenes  de  gobierno  in- 
ternas a  la  unidad  de  memoria  a  partir  de 
dos  señales  recibidas  del  exterior.  Estas 
son: 

•  E  (Enable):  Autorización. 

Al  llevar  la  entrada  «E»  a  posiciona- 
miento  activo,  la  unidad  de  memoria 
queda  autorizada  o  habilitada  para  efec- 
tuar sobre  ella  operaciones  de  lectura  o 
escritura. 

Cuando  la  entrada  de  autorización 
aparece  referencíada  por  «E>k  ef  estado 
activo  es  <í1»  lógico,  mientras  que  si  es 
referencíada  por  É  (E  complementada)  el 
estado  activo  que  originará  la  autoriza- 
ción de  la  unidad  es  «O»  lógico. 

En  las  unidades  de  memoria  integra- 
das en  un  chip,  la  entrada  de  autoriza- 
ción suele  designarse  por  «CE»,  abrevia- 
tura de  «Chip  Enable»  o  autorización  del 
chip. 

Finalmente,  cabe  reseñar  que  una  mis- 
ma unidad  de  memoria  puede  estar  do- 
tada de  varias  entradas  de  autorización 
«E»  {«1»  activo)  Y  «É»  (í(0)>  activo. 

•  R/W  (Read/Write).  Lectura /Escri- 
tura, 

Este  es  el  comando  que  define  si  la 
operación  a  realizar  será  de  lectura  o 
escritura. 

Su  actuación  presupone  el  posiciona- 
miento  simultáneo  de  la  entrada  de  au- 
torización ííEnable»,  Hallándose  la  uni- 
dad de  memoria  habilitada:  E  =  «1»  ló- 
gico o  É  =  «O»  lógico,  la  actuación  del 
comando  R/W  es  la  siguiente: 

R/W  =  1  Lectura 
R/W  =  O  ^  Escritura 

A  partir  de  las  entradas  E  y  R/W,  el 
circuito  de  control  sintetiza  las  órdenes 
internas  de  lectura  y  escritura  que  acce- 
den a  los  diversos  puntos  de  memoria, 
así  como  las  órdenes  de  entrada/salida 
(In/Out)  para  los  amplificadores  de  línea 
asociados  al  registro  de  información. 

Las  órdenes  internas  de  lectura  y  es- 
critura -autorizadas  por  el  posiciona- 
miento  activo  de  la  entrada  E-  son  co- 
munes a  la  totalidad  de  los  puntos  de 
memoria;  su  efecto  particular  sobre  una 
u  otra  célula  depende  de  la  selección 


60 


efectuada  a  través  de  la  entrada  de  di- 
reccionamiento. 


Memorias  a  semiconductores 

La  memona  central  de  los  modernos 
ordenadores  -ya  se  trate  de  grandes 
equipos,  de  minis  o  microordenadores- 
está  constituida  por  la  asociación  de  cir- 
cuitos electrónicos  integrados  con  capa- 
cidad para  retener  información  de  natu- 
raleza lógica. 

Las  tradícionanesi  unidades  de  alma- 
cenamiento a  núcleos  de  ferrita  o  hilos 


-  n 

IMEA 

— LT^  ^„ 

¿ 

UHEA  DE 
SEL-EDCIÜH  DE 

Punto  de  memona  de  una 
RAM  estática  basado  en 
cuatro  transistores  MOS.  Ef 
estado  de  conducción  o  no 
conducción  de  cada  uno 
de  elfos  se  interpreta  como 
un      o  un  aO»  lógico, 
respectivamente. 


SELECCION 


CIEBTT 


ALMACENAMEtíTD 


Estructura  circuital  básica  de 
un  punto  de  memoria  RAM 
dinámica  a  transistores  MOS, 
En  este  caso  el  condensador 
almacena  o  no  una 
determinada  carga  eléctrica 
representativa  de  un  ((h> 
lógico. 


plateados  han  perdido  absolutamente 
su  vigencia. 

La  evolución  tecnológica  en  cuanto  a 
densidad  de  integración  crece  día  a  día. 
En  la  actualidad  se  encuentran  en  el  mer- 
cado chips  de  memoria  RAM  y,  ROM  ca- 
paces de  almacenar  16.  32.  64,  128  e 
incluso  más  de  256  Kbits.  No  hay  que 
olvidar  que  los  chips  de  64  Kbits 
(65.536  bits)  y  256  Kbits  (262. 1 44  bits) 
de  RAM  son  moneda  corriente  en  los  or- 
denadores personales  IBM  y  compati- 
bles. 

A  raíz  de  las  descripciones  apuntadas 
en  un  capítulo  precedente  relativas  a  tas 
unidades  de  memoria  RAM  y  ROM.  es 
obvio  que  su  base  tecnológica  diferirá 
sustancialmente. 


Tecnología  de  las  memorias 
RAM 

a  semiconductores 

Cabe  recordar  que  este  tipo  de  memo- 
ria obedece  a  la  denominación  anglosa- 
jona de  «Random  Access  Memory», 
esto  es:  memoria  de  acceso  aleatorio. 

Una  memoria  RAM  suele  definirse  ha- 
bitualmente  como  «Memoria  de  lectu- 
ra/escritura» (Read/Write),  debido  a  que 
admite  la  posibilidad  de  efectuar  ambas 
operaciones.  La  información  puesta  en 
juego  en  el  sistema  microordenador 
puede  ser  <íescrita)>  (almacenada)  o  leída 
(extraída)  previa  indicación  a  la  memoria 


LACA  EE  «tunan  DÉ  ifomi 

 rr 


Punto  de  memoria  de  una  RAM 
dirtámica  basado  en  tres  elementos 
MOS.  La  zona  de  almacenamiento 
de  carga,  constituida  por  un 
condensador,  es  la  que  mantiene  al 
circuito  en  un  estado  lógico  bajo  o 
alto.  El  transistor  TI  se  encarga  de 
gestionar  las  operaciones  de  lectura. 


de  ta  operación  que  debe  llevarse  a 
cabo. 

La  mayor  parte  de  memorias  integra- 
das RAM  a  semiconductores  se  hallan 
confeccionadas  basándose  en  las  si- 
guientes tecnologías: 

RAMs  unipolares:  Tecnología  NMOS, 

VMOS  y  CMOS/SOS. 

RAMs  bipolares:  Tecnología  TTL. 

A  pesar  de  las  favorables  perspecti- 
vas de  futuro  que  permiten  augurar  el 
avance  de  la  VMOS,  la  tecnología  domi- 
nante en  la  actualidad  en  et  campo  de  las 
RAMs  a  semiconductores  es  la  NMOS. 
Debido  a  ello,  centraremos  nuestro  es- 
tudio en  las  memorias  basadas  en  esta 
tecnología  unipolar. 

Las  memorias  de  lectura/escritura 
RAM  se  catalogan  en  dos  tipos  perfec- 
tamente diferenciados:  Memorias  RAM 
estáticas  o  dinámicas. 

La  naturaleza  de  estática  o  dinámica 
es  conferida  a  la  memoria  por  la  estruc- 
tura del  punto  básico  de  almacenamien- 
to. Así  pues,  una  memoria  RAM  será  de 
uno  u  otro  tipo  según  esté  constituida 
por  puntos  de  memoria  estática  o  pun- 
tos de  memoria  dinámica. 


Memorias  RAM  estáticas 

Los  puntos  de  memoria  de  una  RAM 
estática  son  elementos  biestables  que 
retienen  la  información  almacenada  has- 
ta que  ésta  es  modificada  por  una  nue- 
va operación  de  escritura,  o  hasta  que 
se  desconecta  la  alimentación. 

La  estructura  típica  de  una  memoria 
RAM  estática  coincide  con  la  que  se  Ilus- 
tra en  la  figura  adjunta. 

Los  transistores  MOS  canal  n  se  ha- 
llan acoplados  conformando  un  circuito 
biestable  o  flip-flop  capaz  de  almacenar 
un  elemento  de  información  binaria:  O  ó  1 . 

El  mayor  inconveniente  de  las  memo- 
rias RAM  estáticas  io  constituye  su  ele- 
vado consumo  energético.  Elto  se  debe 
a  que  las  resistencias  de  carga  R,  y 
consumen  permanentemente  al  mante- 
ner el  estado  lógico  en  et  que  se  halla  po- 
sicionado  el  biestable.  Esta  deficiencia 
es  subsanada  parcialmente  en  las  nue- 
vas RAMs  estáticas,  empleando  resis- 


61 


tencias  de  polisilicio  de  elevada  mag- 
nitud. 

Para  leer  !a  información  almacenada 
en  el  punto  de  memoria  se  introduce  un 
pulso  de  tensión  a  través  de  la  línea  de 
selección,  lo  que  provocará  una  corrien- 
te a  través  de  la  rama  T1-T3  o  T2-T4  se- 
gún que  el  bit  almacenado  sea  O  ó  1 .  En 
definitiva,  la  lectura  se  efectúa  detectan- 
do la  presencia  de  corriente  en  una  u 
otra  línea  de  bit. 

Se  observa  que  cada  punto  de  memo- 
ria RAM  estática  incorpora  un  notable 
número  de  elementos.  Esta  circunstan- 
cia limita  las  posibilidades  de  integración 
de  este  tipo  de  unidades. 


Memorias  RAM  dinámicas 

Los  puntos  de  memoria  dinámica  al- 
macenan la  información  en  forma  de  car- 
ga, o  ausencia  de  carga,  en  un  con- 
densador. 

Para  entender  el  funcionamiento  de  un 
punto  de  memoria  dinámica  analizare- 
mos el  circuito  que  aparece  en  la  figura 
correspondiente. 

Las  operaciones  de  lectura  o  escritura 
se  desencadenan  al  mandar  un  pulso  a 
través  de  la  línea  de  selección,  Cuando 
la  operación  es  de  escritura,  debe  ac- 
tuarse sobre  la  línea  de  bit  cargando  el 
condensador  -almacenamiento  de  un 
estado  lógico  «  ^^^}-  o  inhibiendo  la  carga 
sí  se  desea  memorizar  un  «O»  lógico. 

Por  lo  que  respecta  a  las  operaciones 
de  lectura,  el  procedimiento  de  selec- 
ción es  idéntico;  el  dato  almacenado  po- 
drá leerse  a  continuación  sobre  la  línea 
de  bit.  Obsérvese  que  la  lectura  es  des- 
tructiva; esto  significa  que  cada  opera- 
ción de  este  tipo  debe  estar  acompaña- 
da por  una  posterior  reinscripción  def  dí- 
gito binafHO  leído. 

Su  peculiar  estructura  y  actuación 
hace  que  los  puntos  de  memoria  dinámi- 
ca no  consuman  una  potencia  aprecEable 
para  mantener  la  información  almacena- 
da. La  disipación  es  significativa  única- 
mente en  el  instante  de  proceder  a  una 
lectura  o  escritura. 

El  bajo -consumo  y  ía  simplicidad  cir- 
cuita!  son  factores  notablemente  positi- 


vos; no  obstante,  cabe  considerar  aún  la 
circunstancia  de  que  la  información  al- 
macenada no  posee  persistencia  en  el 
tiempo,  ya  que  el  condensador  de  alma- 
cenamiento se  ve  sometido  a  un  proce- 
so de  descarga. 


MEMORIAS 


TIEMPO  C€  ACCfiSO  (Kil 


I 


Tiempo  de  acceso  correspondiente  a 
tas  RAMs  a  semiconductores.  Ei 
margen  de  variación  asignado  tiene 
en  cuenta  fos  diversos  tipos  de 
RAMs  clasificados  dentro  de  una 
misma  familia  tecnológica. 


Para  evitar  la  pérdida  de  ¡a  informacic' 
memo  rizada  es  preciso  regenerarla  pe 
riódicamente;  a  este  proceso  se  le  de- 
nomina «refresco». 

El  refresco  de  la  carga  almacenada  pe 
las  capacidades  de  memorización  corre 
a  cargo  de  una  señal  de  control  pulsatc- 
ria,  cuya  periodicidad  es  del  orden  de  I 
ms  en  los  chips  comerciales. 

En  definitiva,  las  características  mé: 
importantes  de  las  memorias  RAM  diñe- 
micas  se  resumen  en  el  mínimo  consu- 
mo energético  necesario  para  retener 
información  y  en  el  reducido  número  de 
componentes  que  constituyen  cads 
punto  de  memoria.  Esta  última  caracte- 
rística facilita  las  posibilidades  de  inte-i 
gración  de  los  puntos  de  memoria  y,  en 
consecuencia,  amplía  el  nivel  de  integra- 
ción de  las  RAÍVIs  dinámicas  y  reduce  su 
coste  respecto  al  de  las  RAMs  estáticas. 
En  cuanto  a  los  factores  que  determinan 
la  conveniencia  de  utilizar  uno  u  otro  tipo 
de  memoria  RAM,  cabe  añadir  que  las 
RAMs  dinámicas  se  emplean  cuando  ía 


alO- 


ENTRADA  DE 
DIRECCIONES 


VOLTIOS 


ce 

§  ^ 

Q  o 

p  Ul 

LLI  p; 


,  ov  -v__ 


-T,tT 


X  tí' 


ov 


ov 


■V  R, 


1 

0 

0 

REGISTRO 

1 

DE 

DATOS 

L 

L 

1. 

SALIDA  DE  DATOS 


El  modelo  de  memoria  (ROM  de  4  paladas  x  4  bits) 
ilustra  el  desarrollo  de  una  operación  de  lectura 
sobre  la  célula  cuya  dirección  es  Ot 


62 


capacidad  de  memoria  necesaria  es  re- 
lativamente elevada.  En  el  caso  contra- 
rio puede  considerarse  la  alternativa  de 
las  RAMs  estáticas. 


Tecnología  de  las  memorias  ROM 

Las  memorias  ROM  o  memorias  de 
sólo  lectura  han  sido  definidas  anterior- 
mente como  unidades  de  almacena- 
miento permanente,  cuyo  contenido  no 
puede  ser  alterado  por  medro  de  una 
operación  convencional  de  escritura.  La 
información  se  halla  «grabada»  sobre  la 
propia  estructura  de  la  unidad  de  memo- 
ria, siendOn  en  consecuencia,  inalterable. 

La  organización  interna  de  las  ROMs 
suele  ser  del  tipo  denominado  «por  pa- 
labras». Esto  es,  la  memoria  aparece 
como  una  matriz  de  tantas  filas  como 
palabras  almacena,  y  tantas  columnas 
como  bits  constituyen  cada  palabra. 

Existen  diversos  tipos  de  ROMs.  Es- 
trictamente, el  apelativo  ROM  corres- 
ponde a  las  memorias  de  sólo  lectura, 
programadas  por  «máscara»  durante  el 
proceso  de  fabricación.  Otro  apartado  lo 
constituyen  las  memorias  de  sólo  lectu- 
ra programables  por  el  usuario:  PROMS. 
Finalmente,  están  las  memorias  de  sólo 
lectura,  cuyo  contenido  es  modificable 
por  medio  de  procedimientos  especia- 
les: memoria  EAROM,  UV-EPROM... 

Para  ilustrar  las  diversas  estructuras 
internas  habituales  en  el  campo  de  las 
memorias  de  sólo  lectura,  nos  concreta- 
remos en  un  modelo  de  memoria  capaz 
de  almacenar  4  palabras  binarias  de  4 
bits  cada  una. 


ROMs  programadas  por  máscara 

Recordemos  que  en  este  caso  la  infor- 
mación es  grabada  durante  el  proceso 
de  fabricación.  En  el  modelo  ejemplo  se 
observa  que  la  información  binaria  (1  ó 
O  lógico)  aparece  en  forma  de  presencia 
o  ausencia  de  un  diodo  en  los  nodos  de 
la  matriz. 

El  decodificador  de  direcciones  selec- 
cionará una  de  las  4  células,  cuyo  con- 


tenido pasará  al  registro  de  información 
según  las  condiciones  siguientes: 

•  En  el  nodo  que  no  haya  diodo  se 
leerá  un  estado  lógico  alto. 

•  En  el  nodo  sin  diodo  se  leerá  un  «O» 
lógico. 

La  programación  de  las  ROMs  de  este 
tipo  se  efectúa  en  el  transcurso  del  pro- 
ceso de  fabricación,  creando  un  diodo 
de  acoplamiento  en  los  puntos  de  me- 
moria que  deban  almacenar  un  <(1)>  ló- 
gico. 


Estructura  de  las  memorias 
PROM 

Las  PROMs  {Programmable  Read-Only 
Memory)  permiten  una  única  programa- 


ción de  origen,  que  puede  realizare:  piro- 
pió  usuano. 

Comúnmente,  las  PROMs  son  de  tec- 
nofogía  bipolar  y  su  programación  se 
efectúa  destruyendo  los  fusibles  de  aco- 
plamiento en  los  nodos  que  deben  me- 
morizar  un  «O»  lógico. 

El  fabricante  entrega  las  PROMs  con 
los  acoplamientos  intactos.  Una  vez  de- 
cidida la  información  a  almacenar,  el 
usuario  debe  proceder  a  eliminar  los 
acoplamientos  que  corresponda. 

El  procedimiento  de  trabajo  de  las 
morias  PROM  es  semejante  al  desz--,z 
para  el  caso  de  las  ROMs.  La  progra— a- 
ción  se  efectúa  destruyendo  el  fus  c  e  e" 
los  acoplamientos  o  puntos  de  me™-^ 
en  los  que  se  desea  grabar  un  <íO  :  r  - 
co.  Observando  la  estructura  ete-^^-  ^ 
de  cada  punto  de  memoria  se  dea^iT  I  t 
inmediato  que  la  programación  ae  ^s.t 
tipo  de  unidades  de  sólo  lectura  es  r-=- 
versible. 


alO- 

ENTRADA  DE 
DIRECCIONES 


^  Q  o 

8  ^ 

Iñ  ñ 


^ 


o 


'd3       Td2       Tdl  |dO 
SALIDA   DE  DATOS 


REGISTRC' 
DE 

DATOS 


Organización  típica  de  una  memoria  ROM  con  acopiamiento  de  transistor^ 
unipolares  MOS.  Los  transistores  en  blanco  representan  puntos  de  memoria 
creados  para  et  atmacenamiento  de  un  (^0)>  lógico.  Los  transistores  en  negro 
representan  puntos  de  memoria  para  el  atmacenamiento 
de  un  ífh¡>  lógico. 


Estructura  de  las  memorias 
UV-EPROM 

Las  UV-EPROlVf  son  memorias  de  sólo 
lectura  en  su  modo  operativo  normal 
programables  eléctricamente  por  el 
usuario  y  que  pueden  ser  borradas  so- 
metiéndoias  a  una  radiación  ultravioleta. 
Realmente,  este  tipo  de  memorias  per- 
miten sucesivas  reprogramaciones,  aun- 
que hay  que  recordar  que  su  comporta- 
miento dentro  de  un  sistema  de  proce- 
so se  reduce  al  propio  de  una  memoria 
de  sólo  lectura. 

La  estructura  microelectrónica  de  una 
memoria  UV-EPROM  revela  su  peculiar 
fundamento  tecnológico.  La  zona  central 
constituye  una  puerta  flotante  aislada 
eféctricamente  del  resto  de  la  estructura 
MOS.  Aplicando  una  tensión  de  aproxi- 
madamente 25  V  entre  la  puerta  de  con- 


trol y  el  drenador,  la  puerta  flotante  re- 
cibe una  acumulación  de  carga  eléctrica 
que  la  convierte  en  un  efectivo  punto  de 
memoria.  La  carga  almacenada  en  la 
zona  intermedia  memoriza  un  estado  fó- 
gíco  alto  de  forma  permanente,  hasta 
que  sea  borrado  por  efecto  de  la  radia- 
ción ultravioleta. 

Esta  operación  de  borrado  equivale  a 
dotar  al  dióxido  de  silicio  que  rodea  la 
puerta  flotante  de  la  conductividad  sufi- 
ciente como  para  disipar  la  carga  al- 
macenada. 

Una  vez  programada  la  memoria,  la  in- 
formación permanece  inalterable;  aun  en 
el  caso  de  efectuar  sucesivas  operacio- 
nes de  lectura  o  desconectar  las  líneas 
de  alimentación. 

Para  reprogramar  la  memoria  se  re- 
curre a  la  acción  de  la  luz  ultravioleta:  al 
efecto,  en  la  parte  superior  del  chip  exis- 


te una  abertura  que  facilita  el  acceso  cte 
la  radiación  a  la  superficie  del  circuitc 
Para  evitar  un  posible  borrado  accider- 
tal  debe  ocultarse  la  superficie  semicor- 
ducTora  de  la  luz  exterior  durante  su  ope- 
ración normaL 

Otro  tipo  de  memorias  reprograma- 
bles  de  sólo  lectura  son  las  EARON' 
(Electrically  Alterable  Read-Only  Me- 
mory). La  estructura  interna  es  similar  c 
la  de  las  UV-EPROM,  con  la  salvedad  di 
que  el  borrado  y  la  programación  se 
efectúan  por  medios  exclusivamente 
eléctricos. 


Operaciones  en  memoria  RAM 

La  estructura  de  una  memoria  RAM,  c 
memoria  de  lectura/escritura,  coincide 
con  la  adoptada  como  modelo  ilustrat  - 
VQ  de  nuestro  estudio.  Tal  como  su  de- 
nominación  indica,  las  memorias  RAIV 
aceptan  ambas  operaciones:  lectura  \ 
escritura.  El  desarrollo  de  las-mismas  se 
resume  en  los  puntos  que  se  detallan  s 
continuación. 


Operación  de  lectura  en  una 
memoria  RAM 

La  operación  de  lectura  se  lleva  a  efec- 
to en  base  a  la  secuencia  siguiente: 

•  Llevar  la  dirección  de  la  célula  de 
memoria  cuyo  contenido  se  desea  ex- 
traer a  la  entrada  de  direccíonamiento  de 
la  unidad  de  memoria. 

•  Autorizar  la  actuación  de  la  unidad 
de  memoria  posicionando  adecuada- 
mente la  entrada  de  habilitación  «E¡í 
(Enable). 

•  Mandar  fa  orden  de  lectura  a  través 
de  la  entrada  R/W:  R/W  =  «1»  lógico. 

Acto  seguido,  el  contenido  de  fa  célu- 
la direccionada  pasará  al  registro  de  in- 
formación,  y  de  éste  a  las  líneas  de  da- 


alO 


ENTRADA  DE 
DIRECCIONES 


o 

Q  uj 

o  ce: 

y  Fí 


s,  w 

/■^ 



ov 

ov 

REGISTRO 

0 

1 

1 

0 

DE 

DATOS 

|d3 

|d2 

jdO 

SALIDA   DE  DATOS 


I 


Organización  típica  de  una  memoria  PROM  a  transistores 
bipolares  con  acoplamiento  a  fusible^  Mientras  éstos 
permanecen  intactos,  almacenan  virtualmente  un  estado 
lógico  {fh>.  Cuando  éste  se  rompe,  el  estado  lógico 
grabado  es  un  A. 


64 


tos,  sobre  las  que  dispondremos  de  la 
palabra  de  información  leída. 

En  el  gráfico  correspondiente  a  la  se- 
cuencia de  lectura  observarnos  el  crono- 
grama  de  actuación  que  refleja  el  estado 
de  las  diversas  señales  que  intervienen 
en  la  operación,  A  título  de  ejennplo,  ilus- 
tramos la  secuencia  de  lectura  del  dato 
almacenado  en  la  célula  de  memoria 
cuya  dirección  es  101 .  Por  lo  demás,  su- 
pondremos que  nuestro  modelo  de 
RAM  es  una  memoria  de  «lectura  no 
destructiva»,  por  lo  que  no  precisa  de 
restauración  alguna. 


Operación  de  escritura  en  una 
memoria  RAM 

De  nuevo  enunciamos  los  puntos  de 
que  consta  la  operación,  de  forma  orde- 
nada, reflejándolos  sobre  el  diagrama  de 
la  correspondiente  figura. 

•  Poner  sobre  las  líneas  de  direccio- 
namiento  la  configuración  binaria  que 
identifica  a  la  célula  de  memoria  en  la 
que  deseamos  almacenar  la  palabra  de 
información. 

#  Llevar  a  las  líneas  de  datos  la  pala- 


bra de  información  a  escribir  en  la  célula 
de  memoria  direccionada. 

•  Autorizar  la  actuación  de  la  unídac 
de  memoria  posicionando  la  entrada 
«Enable»;  E  =  «1»  lógico, 

•  Mandar  la  orden  de  escritura  a  tra- 
vés de  la  entrada  de  control  R/W: 
R/W  =  «O»  lógico. 

Una  vez  cumplimentada  la  secuencia 
anterior,  la  información  presente  sobrs 
las  líneas  de  datos  pasará  al  interior  de 
Ja  célula  de  memoria  seleccionada  por 
entrada  de  direccionamiento. 

El  proceso  a  seguir  queda  detafladc 


MEMORIA 
RAM 

1  DIR.101 

101101101  1 

•dO 
•di 
•d2 
■d3 
•d4 
•d5 
•d6 
'd7 


DATO 
01101101 


E  R/W 

ENABLE 

LECTURA 

E  =  1 


R/W  =  1 


Operación  de  íectura  en  una  memoria  RAM,  La 
entrada  de  selección  de  chip  <(E»  está  puesta  a  1. 
La  línea  R/W  selecciona  el  modo  de  escritura 
mediante  la  aplicación  de  un  (f  T)> 
lógico. 


65 


la  figura  correspondiente.  En  la  confec- 
ción del  cronograma  suponemos  que  la 
operación  de  lectura  conduce  al  almace- 
namiento de  una  palabra  dato  en  la  po- 
sición de  memoria  cuya  dirección  bina- 
ria es  110. 


Operaciones  en  las  memorias 
ROM 

Además  de,  unidades  de  tipo  RAM 
-útiles  para  el  almacenamiento  de  pro- 


gramas, datos  y  resultados-,  la  memo- 
ria central  de  un  sistema  para  el  trata- 
miento de  información  suele  incluir  zo- 
nas de  memoria  ROM  que  se  ocupan  del 
almacenamiento  de  programas  fijos  y  de 
ejecución  repetitiva,  de  parámetros,  ta- 
blas y  contantes. 

Este  tipo  de  información  de  carácter 
fijo  o  constante  reside  en  unidades  de 
memoria  muerta  (de  sólo  lectura)  con  el 
fin  de  garantizar  su  persistencia  y  dispo- 
nibilidad en  cualquier  instante. 

Una  memoria  ROM  admite  únicamen- 
te la  operación  de  lectura.  No  cabe  duda 
que  si  la  memoria  muerta  es  del  tipo  EA- 


ROM  o  UVEPROM,  existirá  la  posibilidac 
de  reprogramarla;  sin  embargo,  las  ope- 
raciones de  reescritura  o  reprograma- 
ción deben  efectuarse  fuera  dei  entorne 
del  sistema  y  según  procedimientos  es- 
peciales. Esto  significa  que,  una  vez  in- 
troducida en  el  ordenador,  su  actuación 
se  reducirá  a  la  de  una  simple  memoris 
de  sólo  lectura. 

La  estructura  básica  de  una  memoris 
ROM  se  muestra  en  la  figura.  Opuesta- 
mente a  las  memorias  RAM,  las  memo- 
rias de  sólo  lectura  no  precisan  de  línea 
de  control  lectura/escritura  (R/W),  La 
operación  que  efectúan  es  única,  y  por 


I Operación  de  escritura  en  una  memoria  RAM.  En  este  caso  fa  entrada  R/W  está 
puesta  a  cero.  El  dato  colocado  en  ¡as  líneas  de  entrada  se  graba  en  la  posición 
de  memoria  seleccionada  en  la  entrada  de  direcciones. 


66 


E 


AUTORíZÁCiON 


1 


ORDEN  DE  ESCR. 


LlIslEAS  DE  ^ 
DIRECCIONES 

LINEAS  DE 

DATOS  - 
í ENTRADA} 


DIRECCION  DE 
MEMORIA  VALIDA 


DATO 
VA„iDÜ 


110 


0ÜD10111 


CiCLO  DE  MEMORIA 


I 


Cfonograma  correspondiente  a  la  operación 
de  escritura  en  /a  memoria  RAM 
tomada  como  ejemplo 


I 


(lectura) 

R  CONTROL 


AUTORIZACION 


ENTRADA  DE 
DIRECCIONA  MIENTO 


d7  d6  d5  d4  d3  d2  di  dO  DATOS 


SALIDA  DE  DATOS 


Estructura  Interna  de  un  modelo  de  memoria  ROM. 

La  unidad  representada  posee  una  capacidad  de  almacenamiento  de  ocho 
palabras  de  ocho  bits. 


o  tanto,  basta  con  la  entrada  de  autori- 
zación <(Enable». 


Operaciones  de  lectura 
en  una  memoria  ROM 

Obervando  la  ausencia  de  entrada  de 
:3ntrol  R/W,  la  secuencia  de  lectura  se 
lesarroíla  como  sigue: 

•  Direccionar  ta  célula  de  memoria 
:  jyo  contenido  se  va  a  leer.  Para  ello  se 
eva  la  dirección  a  las  líneas  de  direccio- 

namiento  de  la  unidad  de  memoria, 

#  Autorizar  la  actuación  de  la  ROM 
Dosicionando  la  entrada  de  habilitación 
€Enableí>:  E  =  «1»  lógico. 

De  inmediato,  la  palabra  de  informa- 
ción que  se  encuentra  en  la  célula  direc- 
Cionada  pasará  al  registro  de  salida,  y  de 
éste  a  las  líneas  de  salida  de  datos. 

En  los  microordenadores,  las  opera- 
:  ones  de  lectura/escritura  efectuadas 
sobre  las  unidades  de  memoria  RAM  y 
ROM  están  controladas  y  sincronizadas 
zor  el  microprocesador  que  constituye 
a  unidad  centra!  de  proceso  (CPU)  del 
sistema.  Tanto  el  dtreccionamiento 
como  la  generación  de  la  señal  de  con- 
trol R/W  corre  a  cargo,  por  lo  general, 
del  microprocesador.  La  única  salvedad 
se  manifiesta  en  las  operaciones  deno- 
minadas de  «acceso  directo  a  memoria» 
DMA  (Direct  Memory  Access).  En  tal 
caso,  el  control  operativo  de  la  memoria 
pasa  a  depender  de  un  periférico. 


Memorias  especializadas 

En  los  sistemas  para  el  tratamiento  de 
información  deben  efectuarse,  por  lo  ge- 
neral, un  elevado  número  de  operacio- 
nes de  mayor  o  menor  complejidad.  En 
principio,  el  órgano  encargado  de  de- 
sencadenar y  controlar  las  mismas  es  la 
CPU  o  unidad  central  de  proceso.  Algu- 
nas de  estas  operaciones  consisten  bá- 
sicamente en  la  manipulación  de  una  se- 
rie de  datos,  memorizándolos  y  extra- 
yéndolos de  acuerdo  con  una  secuencia 
establecida. 


Para  «liberar»  a  la  CPU  de  gran  parte 
de  la  labor  de  supervisión  y  control  al 
realizar  alguna  operación  de  este  tipo,  se 
desarrollaron  unas  unidades  de  memo- 
ria especializadas  en  tareas  de  manipu- 
lación de  datos.  En  este  contexto  apare- 
cen las  memorias  LIFO  y  PIFO. 

Además  de  ías  ya  citadas,  existe  un 
nuevo  tipo  de  memoria  especializada, 
cuya  característica  definitoria  es  que  es 
direccionable  por  medio  de  la  propia  in- 
formación o  «contenido»,  éstas  son  las 
denominadas  «memorias  asociativas»  o 


memorias  CAM  (Content  Addressable 
Memory  -  Memoria  direccionable  por  el 
contenido). 


Memorias  UFO 

Su  apelativo  responde  a  las  iniciales 
de  su  definición:  «Last  In,  First  Out»  (úl- 
timo en  entrar,  primero  en  salir). 


67 


LINEAS  DE 
DIRECCIONES 

LINEAS  DE 
SALIDA 
DE  DATOS 


1 

! 

AUTORIZACION 

1 

DIRECCION  DE  .|-,- 
MEMORIA  VALIDA 

VALIDO  U  1  lU  MU  1 

1 

1 
1 
1 

\^  ► 

I       CICLO  DE  MEMORIA 
1 

I 


Operación  de  lectura  en  una 
memcria  ROM.  En  este  caso  no 
existe  la  entrada  R/W  de  súlocción 
de  operación:  siempre  que  se  manaa 
una  orden  de  validacióf}  (E=1)  se 
efectúa  una  lectura. 


ao  i 


DIRECCION 


MEMORIA 
ROM 


DIR.IOt 

101101101  1 


101 

ENABLE 

E  =  1 

DATO^ 


01101101 


Cronograma  correspondiente  a  la 
operación  de  lectura  en  la  memona 
ROM  Bntes  representada. 


MEMORIA  "UFO":  ESCRITURA 


DlREa:iON 


0.  

1 

2  

3— ..... 

4  

-TLC 
3^  ORDEN 


1^  ORDEN 


J-lOW 

2^  ORDEN 


DlRECCLOrj 


E  " 

..D 

D 

1 

C 

 „2 

B 

""a  : 

!■  3 

 4 

5^  ORJEN 


f 


Desarroffc  de  una  secuencia 
completa  de  escritura  realizada 
sobre  un  modelo  de  «pila»  o  memoria 
UFO,  cuya  capacidad  de 
almacenamiento  es  de  cinco 
palabras  de  información. 


68 


Las  memonas  LIFO  o  memorias  de 
«pila»  son  unidades  de  almacenamiento 
que  gestionan  la  entrada  y  salida  de  in- 
formación tal  cual  si  actuaran  manipulan- 
do una  pila:  la  última  palabra  de  informa- 
ción escrita  es  la  primera  en  ser  extraída 
(leída). 

Para  asimilar  con  total  claridad  su  pro- 
cedimiento de  trabajo  veamos  un  ejem- 
plo ilustrativo. 

Suponga  que  disponemos  de  una  uni- 
dad de  memoria  UFO  capaz  de  almace- 
nar «n»  palabras  de  información  binaria. 
En  consecuencia,  la  memoria  estará 
constituida  por  un  conjunto  de  «n»  célu- 
las de  almacenamiento.  A  su  vez,  cada 
célula  poseerá  un  número  de  puntos  de 
memoria  igual  al  número  de  bits  que 
conforman  cada  palabra  de  información. 

La  entrada  de  información  en  la  me- 
moria LIFO  la  supondremos  controlada 
por  la  orden  de  escritura  «W»,  mientras 
que  la  lectura  estará  bajo  el  control  de  la 
línea  «R»* 

Con  cada  orden  de  escritura  ingresa 
en  la  «pila»  una  nueva  palabra  de  infor- 
mación y,  simultáneamente,  las  palabras 
previamente  memorizadas  se  desplazan 
hacia  una  posición  de  memoria  inferior. 

En  efecto,  la  escritura  en  memoria  se 
efectúa  de  forma  semejante  a  la  carga 
de  una  pila:  la  información  más  reciente 
se  deposita  sobre  el  contenido  previo, 
de  tal  forma  que  se  halla  en  condiciones 
de  extracción  inmediata. 

Una  vez  cargada  la  unidad  de  memo- 
ria UFO,  vamos  a  proceder  a  su  lectura 
o,  lo  que  es  lo  mismo,  a  extraer  la  infor- 
mación almacenada.  Con  el  primer  co- 
mando R  (lectura}  se  recupera  la  última 
palabra  memorizada,  y  así  sucesivamen- 
te hasta  que  el  último  comando  de  lec- 
tura extrae  la  primera  palabra  de  infor- 
mación escrita  en  la  pila. 

Las  memorias  LIFO  no  tienen  por  qué 
ser  unidades  ajenas  a  la  memoria  central 
del  sistema  de  proceso.  Algunos  micro- 
procesadores suelen  incorporar  un  re- 
gistro denominado  «stack  pointer»  (pun- 
tero de  pila),  que  facilita  al  microproce- 
sador la  posibilidad  de  «construir»  pilas 
o  «stacks»  sobre  una  zona  de  memoria 
RAM.  En  este  caso,  el  direccionamiento 
de  la  pila  lo  lleva  a  cabo  el  registro  «stack 
pointer»,  actuando  sobre  la  zona  de  me- 
moria RAM  reservada  al  efecto. 


MEMORIA  "LIFO":  LECTURA 


OlRECaON 


0  

1  

0 

2 

c 

t::::z 

3"  RELABRA 

C 

O 


E 


-rL¿R 


rPA'J^BRA 
B 


ORDEN 


k 

_rL¿R 

2^  ORDEN 


'  PALJ^RA 
A 


DIRECCION, 


 0 

1 

_.2 

.3 

 i 

5-  ORDEN 


La  secuencia 
de  lectura  se 
inicia  con  la 
extracción  de  fa 
última  paiabra 
de  información 
escrita  en  !a 
UFO.  Por  medio 
de  ias 
sucesivas 
órdenes  de 
lectura,  el 
contenido  de  ia 
<(pila»  e$  leído 
de  acuerdo  al 
procedimiento 
de  trabajo  que 
caracteriza  a 
este  tipo  de 
memorias 
especiales 


MEMORIA  "FWO":  £SCRITUR¿\ 


DIRECCION 

.  O  

1  

2.  

3  

¿  


1 


w 


r  ORDEN 
J-LOW 


2^  ORDEN 
J-LOW 


1-  PALABRA 


2  PALABRA 


3-  ORDEN 
J-LOW 


¿r  ORDEN 
J-LOW 


5^  ORDEN 
J-LOW 


DIRECCION 


A  ' 

B 

C 

D 

E 

3"  PALABRA 


4"  PALABRA 


5  "PALABRA 


■ Secuencia  de  carga  o  escritura  en  una  memoria 
FIFO  (memoria  de  tipo  cola). 


69 


Memorias  FIFO 

Las  memorias  FIFO  -«First  In,  First 
Out»-  se  caracterizan  por  su  peculiar 
funcionamiento,  semejante  al  propio  de 
una  «cola»  de  espera:  la  primera  palabra 
de  información  escrita  es  la  primera  en 
ser  leída. 

La  extracción  se  efectúa  respetando  el 
orden  seguido  en  el  transcurso  de  la  se- 
cuencia de  escritura  o  almacenamiento. 


Esta  característica  se  observa  claramen- 
te en  el  ejemplo  propuesto  en  la  figura. 
Las  palabras  binarias  escritas  sucesi- 
vamente aguardan  su  «turno  de  espera» 
(cola),  para  posteriores  operaciones  de 
lectura-  De  esta  forma,  la  primera  lectu- 
ra recupera  la  primera  palabra  de  infor- 
mación que  ingresó  en  la  memoria;  a  su 
vez,  provoca  el  desplazamiento  del  con- 
tenido de  la  LIFO  en  una  posición,  para 
conseguir  que  la  próxima  lectura  afecte 
a  la  segunda  palabra  escrita  en  la  «cola)>. 


Respecto  a  las  memorias  FIFO,  cabe 
apuntar  su  escasa  incidencia  en  los  sis- 
temas microordenadores.  No  ocurre  le 
mismo  con  las  LIFO  o  «pilas»,  habids 
cuenta  de  que  la  mayor  parte  de  los  mi- 
croprocesadores  comerciales  poseen 
un  registro  especializado  en  la  gestión 
de  «pilas»  creadas  sobre  una  porción  de 
la  memoria  RAM  del  sistema. 


Memorias  asociativas 

Las  memorias  asociativas  o  «direccio- 
nables  por  el  contenido»  están  concebi- 
das para  recibir  una  palabra  de  informa- 
ción como  entrada  y  entregar  una  nueva 
palabra  de  información  asociada  a  la 
anterior. 

Una  memoria  asociativa  a  CAM  (Con- 
tení Addressable  Memory)  consta  de 
dos  zonas  perfectamente  diferenciadas. 
La  zona  de  entrada  recibe  la  palabra  de 
información  y  detecta  la  presencia  de 
una  palabra  semejante  almacenada  en 
su  matriz  de  memoria.  Si  la  palabra  in- 
gresada está  en  memoria,  se  generará  el 
comando  de  detección  correspondiente 
que  direccionará  la  célula  asociada,  si- 
tuada ésta  en  la  matriz  de  salida.  El  con- 
tenido de  la  misma  es  fa  información  co- 
nectada con  la  palabra  de  direcciona- 
miento  denominada  «descriptor». 

Ambas  matrices  -de  entrada  y  sali- 
da- poseen  la  misma  capacidad  de  di- 
reccionamiento,  aunque  pueden  diferir 
en  cuanto  a  la  longitud  de  palabra. 

Observando  su  pecular  actuación,  de- 
ducimos que  los  elementos  constituti- 
vos de  la  matriz  de  entrada  serán  pun- 
tos de  memoria  provistos  de  la  lógica 
necesaria  para  establecer  la  compara- 
ción entre  su  contenido  y  el  bit  del  mis- 
mo orden  de  la  palabra  ingresada. 

Para  comprender  con  mayor  claridad 
la  estructura  circuital  y  actuación  de  los 
elementos  que  integran  la  matriz  de  en- 
trada, recurriremos  al  modelo  de  memo- 
ria CAM,  que  aparece  en  la  figura. 

La  memoria  admite  palabras  binarias 
de  3  bits  y  entrega  palabras  de  informa- 
ción de  4  bits.  A  título  de  ejemplo,  he- 
mos limitado  su  capacidad  de  almacena- 


MBCRIA  "FFO":  LBCTljjA 


1^  OROEN 


í   FftJ  ARRA 


-TLÓR 


JT_ÍÍ 
2^ ORDEN 


PALABRA 
£ 


DiEEXlQN 


 a 

.1 

 z 

,  3 

 Á 

I 


La  secuencia  de  iectura  sn  una  memoria  FiFO  se  inicia 
con  la  extracción  de  ¡a  primera  palabra  almacenada, 
y  prosigue  hasta  concluir  con  ia  extracción  de  la  última 
palabra  de  información  escrita. 


MEMORIA  ASOCIATIVA 


MATRIZ 

DE 
ENTRADA 


tt  tt 


REGISTRO 

OE 
ENTRADA 


ENTRACA  OE 
INFORMACION 


■^1 


MATREZ 

DE 
SALIDA 


REGISTRO 

DE 
SALIDA 


SALIDA  DE  INFOR. 
ASOCÍAQA  AL 


Diagrama  de  bloques  de  una  memoria  asociativa  o  memoria  CAM.  Para  facilitar  su 
interpretación  no  se  tía  incluido  en  la  figura  la  lógica  de  carga  o  escritura  inicial. 


70 


miento  a  cuatro  palabras  de  información 
descriptora. 

Veamos  lo  que  ocurre  al  recibir  la 
CAM  una  palabra  de  información. 

En  principio,  la  palabra  binaria  es  de- 
positada en  un  registro  al  efecto  que  de- 
nominamos registro  de  entrada.  La  ope- 
ración se  desencadena  al  mandar  un  pul- 
so a  través  de  la  entrada  de  compara- 
ción «COMP».  Este  comando  activará  la 
comparación  entre  el  contenido  del  re- 
gistro de  entrada  y  el  de  las  diversas  cé- 
lulas de  almacenamiento  {cuatro  en  el 
ejemplo  de  la  figura). 

La  comparación  empieza  a  partir  del 
bit  más  significativo  (bit  situado  más  a 
la  izquierda)  y  prosigue  ordenadamente 
a  lo  largo  de  los  bits  de  peso  inferior.  Si 
la  comparación  resulta  positiva,  la  salida 
«Di»  de  la  célula  implicada  direccionará 
la  célula  de  la  matriz  de  salida  asociada 
a  la  anterior.  El  contenido  de  la  citada 
posición  -información  asociada  al  «des- 
criptor»- pasará  al  registro  de  salida  de 
la  unidad  de  memoria  CAM. 

La  secuencia  operativa  queda  ilustra- 
da por  medio  del  ejemplo  propuesto  en  la 
figura.  La  palabra  de  información  (101) 
ingresa  en  la  zona  de  entrada  de  la  CAM 
a  través  del  registro  correspondiente.  Al 
actuar  la  orden  COMP,  la  memoria  aso- 
ciativa responde  depositando  sobre  el 
registro  de  salida  la  información  asocia- 
da a  la  palabra  de  direccionamiento  o 
«descriptor». 

Si  la  información  ingresada  no  dispo- 
ne de  contenido  paralelo  en  la  zona  de 
entrada,  la  comparación  será  negativa  y, 
en  consecuencia^  no  se  entregará  infor- 
mación de  salida, 


Estructura  de  una  memoria  CAM 

La  estructura  de  los  elementos  de  la 
matriz  de  entrada  y  de  los  puntos  de  me- 
moria de  la  matriz  de  salida  es  relativa- 
Tiente  simple.  En  la  figura  adjunta  se  ha 
detallado  la  organización  circuital  de  una 
línea  completa  de  la  CAM  y  se  apunta  el 
comportamiento  del  circuito.  Para  con- 
cretar en  la  medida  de  lo  posible,  y  de 
esta  forma  facilitar  la  asimilación  por 
parte  det  lector,  supondremos  que  los 


elementos  básicos  constitutivos  de  la 
CAM  son  estructuras  lógicas  biestabies 
del  tipo  J-K. 

Volviendo  al  esquema  en  cuestión,  se 
observa  que  cada  bit  de  la  palabra  de- 
positada en  el  registro  de  entrada  es 
comparada  con  el  contenido  de  los 
correspondientes  puntos  de  memoria 
que  forman  parte  de  la  matriz  de  entra- 
da {en  el  gráfico  no  se  ha  representado 
la  lógica  de  escritura  en  las  células  de 
memoria,  sino  únicamente  ia  circuitería 


que  habilita  su  actuación  como  CAM). 

El  resultado  de  la  comparación  -auto- 
rizado por  el  comando  COMP-  se  pro- 
paga  hacia  los  elementos  adyacentes  a 
la  derecha  y  autoriza  la  propagación  su- 
cesiva de  tal  comando,  siempre  y  cuan- 
do ia  comparación  anterior  haya  resulta- 
do positiva. 

La  salida  de  comparación,  entregada 
por  el  elemento  de  menor  peso,  se  con- 
vierte en  la  orden  que  direcciona  la  po- 
sición o  célula  de  memoria  de  la  matriz 


Para  saber  más 


¿De  cuántos  bloques  consta  una  unidad  de 
memoria  integrada? 

De  cuatro:  el  decodificador  de  direcciones,  la 
matriz  de  memoria,  la  lógica  de  control  y  el 
registro  de  información. 

¿Qué  es  una  célula  de  memoria? 

Se  denomina  célula  de  memoria  al  conjunto  de 
puntos  de  memoria  necesarios  para  almacenar 
una  palabra  de  información. 

¿Qué  relación  existe  entre  la  dirección  de  una 
célula  de  memoria  y  su  contenido? 

La  dirección  de  una  célula  es  un  valor  fijo  que 
indica  la  posición  de  la  célula  dentro  de  la  matriz 
de  memoria.  El  contenido  es  la  información 
grabada  en  la  célula.  En  el  caso  de  una  memoria 
RAM  este  contenido  puede  variar  a  lo  largo  de  la 
ejecución  de  un  programa. 

¿Cuántas  líneas  de  bit  se  necesitan  para 
dtreccionar  todas  las  posiciones  de  una 
matriz  de  memoria? 

El  número  de  líneas,  al  que  denominaremos  n, 
debe  ser  tal  que  2"  sea  mayor  o  igual  que  el 
número  total  de  posiciones  de  la  matriz  a 
direccíonar. 

¿Qué  ventajas  presentan  las  memorias  RAM 
dinámicas  sobre  las  RAM  estáticas? 

La  principal  ventaja  es  el  menor  consumo 
energético  de  las  dinámicas.  Por  otra  parte,  fas 


posibilidades  de  integración  de  estas  memorias 
también  son  mayores.  Las  RAMs  estáticas  se 
utilizan,  en  general,  cuando  la  capacidad  de 
memoria  requerida  no  es  muy  alta. 


¿Hay  algún  tipo  de  memorias  ROM  cuyo 
contenido  pueda  alterarse  por  el  usuario? 

Sí.  Salvo  las  memorias  ROMs  programadas  por 
máscara,  cuyo  contenido  es  grabado  durante  el 
proceso  de  fabricación,  las  memorias 
UV-EPROM,  EAROlVI,  etc.  admiten  cambios  en  la 
información  almacenada  aplicando  técnicas 
especiales. 


¿Existen  memorias  ROMs  dinámicas? 

Ko.  El  contenido  de  las  memorias  ROMs  no  se 
desvanece  con  el  tiempo  y  no  es  necesario 
aplicar  ningún  tipo  de  tensión  de  alimentación 
para  conservar  ni  regenerar  su  contenido. 


¿Las  operaciones  de  lectura  y  escritura 
pueden  realizarse  en  cualquier  tipo  de 
memorias  centrales? 

No.  Todas  las  memorias  residentes  pueden  ser 
leídas;  sin  embargo,  sólo  es  posible  escribir  o 
almacenar  datos  en  las  memorias  de  tipo  RAM. 
El  contenido  de  las  memorias  ROM  se  introduce 
durante  los  procesos  de  fabricación  o  antes  de 
la  colocación  del  circuito  dentro  del  sistema. 


71 


3  [ 


MATSa   DE  SALIDA 


ENTRADA  DE  líJPCRMACICN 
í  DESCAI  PTORÍ 


5ALIDA  Dt  INFAMACION 
USOCIAQA  K.  CeSCfilPTOK) 


I 


Modelo  de 
memoria  CAM 
(asociativa) 
sobre  el  que  se  ' 
representa  una 
secuencia  típica 
de 

funcionamiento. 


ENTRADA 
DE  OATO$ 


LAZOS  SEOJNDAS.ÍS  DE  ALMACENAMIENTO 
DINAM'iCO 


O  AUSENCIA  DE  BUHeUJA  MAÜÍíETjCA  \  O  \t¡^K^ 
«  FfíE5ÉNCL4  tÜ  BIIÍ8ÜJA  kAO«ETICA  \  1  Ifigícd- 


I 


Diagrama 
sinóptico  de 
una  memoria  de 
itburbujas 
magnéticas». 


de  salida  que  almacena  la  información 
asociada  a  la  palabra  «descriptor». 

Una  particularidad  de  las  CAM,  que  en 
muchos  casos  justifica  su  empleo,  es 
que  hace  posible  obtener  un  dato  aso- 
ciado a  partir  de  otro  de  inferior  número 

de  bits. 

El  campo  de  aplicación  de  las  CAM  es 
notablemente  amplio.  Una  memoria  de 
este  tipo  permite  efectuar  transcodifica- 
ciones en  un  tiennpo  mínimo.  Esto  se 
consigue  asignando  a  los  datos  expre- 
sados en  un  determinado  código  una  in- 
formación en  la  matriz  de  salida  coinci- 
dente con  su  expresión  transcodificada. 
Otra  aplicación  interesante  consiste  en 
el  uso  de  las  CAM  para  generar  tablas  y 
abacos  memorizados. 

En  la  actualidad  hay  en  el  mercado  sis- 
temas basados  en  microprocesador  que 
realizan  la  función  de  agenda  telefónica, 
bioc  de  notas  o  traductores.  Estos  dis- 


positivos actúan  almacenando  bloques 
de  información  o  simplemente  palabras 
referenciadas  por  medio  de  un  indicati- 
vo o  palabra  clave.  La  información  alma- 
cenada se  halla  a  disposición  del  usua- 
rio, quien  pu^de  recuperarla  sobre  un 
display  de  visualización  sin  más  que  in- 
troducir el  indicativo  o  clave  correspon- 
diente. 

Pues  bien,  el  fundamento  de  estos 
btocs  de  notas  electrónicos  y  programa- 
bles  lo  constituyen  las  memorias  asocia- 
tivas. La  clave  se  memoriza  en  la  matriz 
de  entrada,  mientras  que  la  información 
asociada  pasa  a  ocupar  una  célula  de  la 
matriz  de  salida;  a  su  vez,  el  registro  de 
salida  de  información  se  halla  conecta- 
do a  un  visualizador  alfanuméhco.  Cuan- 
do se  desea  recuperar  una  información 
previamente  «anotada»,  basta  con  in- 
gresar la  clave  correspondiente  y  leer  la 
información  asociada  sobre  el  visuali- 
zador. 


I Memorias  de  «burbujas» 
y  de  tecnología  CCD 

Memorias  RAM  a  burbujas 

En  este  tipo  de  RAMs  la  información  binaria  es 
almacenada  en  forma  de  presencia  o  ausencia 
de  dominios  de  magnetización  en  un  medio 
magnético.  Las  memorias  a  burbujas  magnéticas 
(o  dominios  de  magnetización)  operan  como 
virtuales  registros  de  desplazamiento  provistos 
de  una  serie  de  complejas  señales  de  control 
para  los  diversos  campos  magnéticos  que 
intervienen. 

Los  dominios  magnéticos  o  burbujas  se 
desplazan  sobre  el  plano  de  ta  superficie 
magnética  por  medio  de  la  excitación  de 
determinados  campos  magnéticos. 
Este  tipo  de  memorias  almacenan  los  estados 
lógicos  «1s  ó  A  en  forma  de  presencia  o 
ausencia  de  dominio  magnético  polarizado.  Una 
característica  importante  es  que  las  memorias  a 
burbujas  magnéticas  retienen  la  información 
almacenada  aun  en  ausencia  de  alimentación. 
Sin  embargo,  su  velocidad  de  trabajo  es,  hoy 
por  hoy,  sustancialmente  inferior  al  de  las  RAMs 
de  tecnología  MOS.  En  contrapartida,  la 
capacidad  de  almacenamiento  de  una  memoria  a 
burbujas  supera  actualmente  los  cuatro  millones 
de  bits, 

Memorias  RAM  de  tecnología  CCD 

Este  tipo  de  memorias  se  basa  en  dispositivos 

de  carga  acoplada  o  dispositivos  CCD 

(Charge-Coupled  Device). 

La  actuación  de  estos  dispositivos  Ke 

fundamenta  en  el  desplazamiento  de  bloques 

discretos  de  carga  a  lo  largo  de  una  superficie 

semiconductora. 

Los  bloques  de  carga  están  almacenados  en 
capas  de  potencial  y  son  transferidos  en  serie  al 
trasladar  las  citadas  zonas  de  potencial  a  lo 
largo  de  la  película  de  material  semiconductor. 
En  efecto,  su  modo  de  operación  es  semejante 
al  de  un  registro  de  desplazamiento  serie. 
La  estructura  CCD  permite  una  densidad  de 
integración  de  dos  a  tres  veces  mayor  de  la  que 
admite  la  estructura  MOS  convencional  y  su 
tiempo  de  acceso  típico  es  notablemente 
inferior.  Concluyendo,  podemos  situar  el  campo 
de  aplicación  de  las  memorias  CCD  y  de 
burbujas  en  el  hueco  comprendido  entre  las 
memorias  RAM  bipolares  o  MOS  y  las  memorias 
de  masa  (cinta,  disco  y  tambor  magnético), 


72 


Unidades 
de  entrada/salida 


a  función  de  las 
unidades  de  entra- 
da/salida -E/S  o 
1/0,  según  utilice- 
mos notación  cas- 
tellana o  anglosajona  INPUT/OUTPUT- 
es  adaptar  la  información  procedente 
del  exterior  para  que  sea  interpretable 
por  el  ordenador,  así  como  adaptar  la  in- 
formación suministrada  por  el  ordena- 
dor para  que  pueda  ser  tratada  por  los 
periféricos. 


Intercambio 
de  información 
con  el  exterior 


Las  unidades  periféricas  no  forman 
parte  de  la  unidad  central  del  ordenador 
de  ahí  que,  necesariamente,  haya  que 
habilitar  el  intercambio  de  información 
entre  la  CPU  y  los  periféricos. 


Vías  de  enlace  con  la 
periferia  del  ordenador 


Si  comparamos  al  ordenador  con  el 
cuerpo  humano,  la  CPU  correspondería 
al  cerebro,  mientras  que  las  unidades 
periféricas  más  importantes  serían  los 
órganos  en  los  que  residen  los  cinco 
sentidos.  De  poco  serviría  tener  un  ce- 
rebro privilegiado  si  la  información  obte- 
nida a  través  de  cualquier  sentido  {la  vis- 
ta, por  ejemplo),  no  fuera  interpretable 
por  aquél. 

Este  papel  está  reservado  al  sistema 
nervioso  en  el  cuerpo  humano  y  a  las 
unidades  de  E/S  en  el  ordenador. 


(1) 

(1) 

ORDENADOR 

UNIDAD 
E/S 

PERIFERICO 

(2) 

(2) 

Las  unidades  de  Qntrada/saíida  se  ocupan  d&  transformar  ia  información 
representada  en  el  formato  def  ordenador  a 

información  interpretabie  por  ei  dispositivo  periférico  (1),  y  viceversa  (2). 


En  los  mfcroordenadores  actuales,  ¡as  Arquitectura  de  ia  unidad  centrai  de  un 

unidades  de  entrada/salida  suelen  estar  i  ordenador  en  ei  que  intervienen  los  dos 

constituidas  por  circuitos  integrados  I  tipos  genéricos  de  unidades  de  E/S: 

programables  especializados  en  este  I  canales  y  controiadores 

tipo  de  tareas.  m  periféricos. 


73 


Justificación  de  las  unidades 
de  entrada/salida 


Estas  unidades  sirven  para  canalizar 
las  transferencias  de  información  entre 
el  ordenador,  mini  o  micro,  y  los  dispo- 
sitivos  periféricos  exteriores.  Por  su- 
puesto, su  actuación  es  controlada  por 
la  CPU. 


Un  ordenador  puede  disponer  de  va- 
rias unidades  de  E/S  que,  a  su  vez,  pue- 
den controlar  varios  periféricos  del  mis- 
mo tipo.  Las  principales  ventajas  obte- 
nidas con  su  empleo  son  las  siguientes: 

1 .  La  velocidad  de  trabajo  de  la  CPU 
es  muy  superior  a  la  de  los  periféricos; 
en  consecuencia,  mediante  fas  unidades 
de  E/S  se  consigue  la  independencia  en- 
tre ambas  y  el  mejor  rendimiento  de  ia 
CPU. 


2.  Los  penféricos  pueden  tratar  de 
distinta  forma  a  la  información,  incluso 
en  unidades  del  mismo  tipo  esta  carac- 
terística varía  según  los  fabricantes.  Me- 
diante fas  unidades  de  E/S  se  pueden 
adaptar  muy  diversos  tipos  de  periféri- 
cos, independientemente  de  que  sus 
formatos  sean  distintos  a  los  de  comu- 
nicación del  propio  ordenador. 

3,  Las  unidades  de  E/S  también  sir- 
ven de  intermediarias  entre  las  lógicas 


CANAL 

PERIFERICO 

(1) 

— ^  > — 

i  (3) 

\  \ 

\ 

I 


Esquema  básico  de  ia  estructura  de  un  hus  de  adaptación  (mierface) 
genérico:  (1)  señai  de  lectura/escritura;  (2)  iíneas  para  ia  sincronización 
de  operaciones  de  transferencia, 
(3)  líneas  de  transferencia  de  información. 


CPU 


CANAL 


MANQATOS  CANAL 


MANDATOS  CAlSTAL 


IN5TRUCC¡0N 
PARA 

CPU. 


PííOGFiAMAS 


I Algunas  unidades  de  entrada/salida  pueden  requerir  una  Los  canales  liberan  a  la  CPU  de  tareas  supletorias; 

circuitería  electrónica  compleja.  En  la  fotografía  aparece  una         mientras  la  CPU  ejecuta  instrucciones,  ios  canales 

unidad  de  E/S  encargada  de  la  adaptación  de  un  puesto  de  b    pueden  ocuparse  de  gestionar  las  operaciones 

trabajo  al  sistema  Secoinsa  Serie-20.  ^  cíe  transferencia  con  los  periféricos. 


74 


binarias  del  ordenador  y  de  los  periféri- 
cos, que  pueden  ser  distintas. 


Tipos  de  unidades  de  E/S 

El  intercambio  de  información  entre  ta 
unidad  central  del  ordenador  y  los  dis- 
positivos periféricos  se  realiza,  nornrol- 


mente,  a  través  de  dos  tipos  de  unida- 
des de  E/S:  los  canales  y  los  controla- 
dores  de  periféricos. 


Canales 

El  número  de  operaciones  por  segun- 
do que  puede  ejecutar  cualquier  ordena- 


dor es  muy  superior  al  de  transferencias 
de  información  por  segundo  que  puede 
realizar  el  mismo.  Este  hecho  obliga  a 
mantener  bloqueada  la  CPU  mientras  se 
realizan  las  operaciones  de  entrada/ 
saíida. 

La  solución  a  este  problema  surge  con 
los  canales.  Cuando  la  CPU  necesita  rea- 
lizar una  transferencia  de  información 
con  un  periférico  lento,  por  ejemplo,  una 
impresora,  no  tiene  por  qué  esperar  a 
que  ésta  termine  de  escribir  una  línea 
para  ordenar  la  escritura  de  la  siguiente. 
Simplemente,  «lanza»  todas  las  órdenes 
de  escritura  al  canal  y  continúa  ejecutan- 
do otras  instrucciones  del  programa. 
Será  responsabilidad  del  cana!  gestionar 
adecuadamente  todas  fas  operaciones 
de  salida  que  le  han  sido  transferidas. 

Este  tipo  de  dispositivos  se  utilizan 
casi  exclusivamente  en  ordenadores  y 
miniordenadores.  La  mayoría  de  los  mi- 
croordenadores no  disponen  de  cana- 
les, realizándose  el  intercambio  de  infor- 
mación directamente  entre  la  CPU  y  los 
controladores  de  periféricos. 


Controladores  de  periféricos 

Se  encargan  de  gestionar  una  o  varias 
unidades  periféricas  de  un  mismo  tipo; 
para  ello  tienen  que  ser  capaces  de: 

•  Interpretar  las  instrucciones  que  re- 
ciben o  entregan  del/al  odenador.  Ello 
se  realiza  a  través  de  circuitos  que  adap- 
tan y  reconocen  las  señales  da  «interfa- 
ce»  del  canal  o  de  la  unidad  central  de 
proceso. 

•  Controlar  el  periférico  asociado  se- 
gún sus  características;  para  ello  deco- 
difican  la  operación  que  se  les  ordena 
ejecutar  flectura,  escritura,  rebobina- 
do...) y,  en  el  sentido  inverso,  emiten  in- 
formación del  estado  del  periférico  [ocu- 
pado, preparado,  rebobinado...). 

La  complejidad  de  los  controladores 
de  periféricos  puede  ser  muy  dispar  y 
suele  estar  en  consonancia  con  la  com- 
plejidad del  propio  periférico,  Evidente- 
mente;  es  muy  distinto  controlar  una 
lectora  de  tarjetas,  que  realiza  necesa- 
riamente un  trabajo  secuencial  y  exclusi- 
vamente de  entrada  de  datos,  que  con- 
trolar una  unidad  de  discos  que  puede 


ORDEN  DE  LLEGADA 


ORDEN    DE  SALIDA 


MANDATO  -  P1.1 

MANDATO  ™  Pl  .  1 

MANDATO     Pl  1 

MANDATO  -  P2.1 

MANDATO  -  P2  .  2 

MANDATO     P2  .  2 

MANDATO     Pl  2 

MANDATO  -  P1.2 

MANDATO  P2.3 

MANDATO  P2.3 

ORDEN    DE  LLEGADA 


ORDEN  DE  SALIDA 


1  MANDATO  -  PM 
2 


MANDATO  -  P2  1 


MANDATO  -  P2  ,  2 


4     MANDATO  -  Pl  2 


5     MANDATO  -  P2  .  3 


MANDATO  -  P2.1  \ 


MANDATO  -  P2.2  2 
3 


MANDATO  -  P2.3 


MANDATO  -  Pl  .  1  i 


MANDATO  -  P1.2 


(2) 


I Secuencia  de  órdenes  de  salida,  para  un  mismo  orden  de  llegada, 
según  se  aplique  la  alternativa  de  prioridad  «primero  el  llegar, 
primero  en  salin)  (1)o  ^prioridad  exteriora  (2);  en  este  último  caso, 
se  considera  prioritario  al  procesador  P2. 


75 


ser  utilizada  tanto  para  entrada  como 
para  salida  de  datos,  e  incluso  de  forma 
no  secuencial.  En  los  casos  más  conn- 
plejos  se  pueden  llegar  a  utilizar  micro- 
procesadores dedicados  exclusivamen- 
te a  controlar  dispositivos  periféricos. 

«Interface»  entre  la  CPU 
y  las  unidades  periféricas 

Se  denomina  «Interface»  a  las  especi- 
ficaciones de  conexión  necesarias  para 
adaptar  las  unidades  periféricas  a  la  CPU 
o  a  los  canales. 

En  un  sentido  más  amplio,  también  se 


entiende  por  ídnterface»  a  la  circuitería 
necesaria  para  adaptar  las  señales  del 
ordenador  a  las  de  los  periféricos  y  vi- 
ceversa. En  cualquier  toma  o  conexión 
ajustada  a  un  determinado  estándar  de 
«interface»  cabe  diferenciar  dos  tipos  de 
hilos:  los  que  llevan  la  información  y  los 
que  se  encargan  de  sincronizar  las  ope- 
raciones e  indicar  sf  éstas  son  de  entra- 
da o  salida. 


Prioridades  de  acceso 

En  el  caso  de  que  dos  o  más  procesa- 
dores soliciten  al  mismo  tiempo  un  pe- 


riférico, la  unidad  de  E/S  tiene  varias  al- 
ternativas para  decidir  a  cuál  de  ellos 
atenderá  primero: 

1 .  Primero  en  llegar,  primero  en  selir 

Este  método  es  el  más  sencillo,  con- 
siste en  asignar  los  recursos  según  el  or- 
den en  el  que  han  sido  solicitados.  La 
unidad  de  E/S  mantiene  una  cola  de 
transacciones  a  efectuar  según  el  orden 
de  llegada  y  las  va  realizando  en  el  mis- 
mo orden. 

2 .  Prioridad  exterior 

El  sistema  acepta  unas  prioridades 
marcadas  desde  el  exterior,  de  forma 


I 


La  transmisión  en  serie  utiiiza  una  sola  línea  de 
entrada'safida.  Por  eiia  van  entrando  o  saliendo, 
de  forma  seouenciai  cada  uno  de  ios  bits 
de  las  palabras  transferidas. 


76 


que  atenderá  las  solicitudes  antes  o  des- 
pués según  su  nivel  de  priorld.ad.  El  de- 
fecto de  este  procedí nniento  es  que  un 
procesador  con  máxima  prioridad,  que 
tenga  muchas  transacciones  pendientes, 
puede  llegar  a  bloquear  el  sistema. 


3.   Asignación  ciclica 

Consistente  en  atender,  cíclicamente 
y  siempre  en  el  mismo  orden,  a  todos 
los  procesadores  que  hayan  solicitado  la 
intervención  de  un  periférico.  Este  mé- 
todo no  es  posible  utilizarlo  más  que  en 
determinado  tipo  de  sistemas. 


Tipos  de  transmisión 

Una  de  las  principales  funciones  de  las 
unidades  de  entrada/salida  es  la  trans- 
misión de  información  entre  la  CPU  y  los 
periféricos.  Esta  transmisión  puede 
efectuarse,  esencialmente,  de  dos  for- 
mas distintas:  en  serie  o  en  paralelo. 

La  transmisión  en  para/e/o  trata  de  for- 
ma simultánea  a  todos  los  elementos  de 
una  unidad  de  información;  por  ejemplo, 
enviando  por  ocho  líneas  distintas  los 
ocho  bits  de  una  palabra  binaria  (un 
byte). 

En  la  transmisión  en  serie  \ti  informa- 
ción es  canalizada  de  forma  secuencíal. 


ILa  transmisión  en  paralelo  utiliza  tantas  líneas  de 
entrada/salida  como  hits  contenga  la  palabra  básica  de 
información  tratada.  Todos  los  bits  de  una  palabra  se 
transfieren,  por  tanto,  de  forma  simuftánea. 


Para  saber  más 

¿Cuáles  son  las  principales  ventajas 
introducidas  por  las  unidades  de  E/S? 

1 .  Desbloqueo  de  la  CPU  al  encargarse  de 
forma  autónoma  de  gestionar  las  transacciones 
de  información. 

2.  Adaptación  de  los  distintos  formatos  con 
que  trabajan  los  periféricos  a  los  formatos  det 
ordenador. 

3.  Control  y  adaptación  de  las  distintas  lógicas 
binarlas  de  los  periféricos  y  la  CPU. 

¿Qué  tipos  de  unidades  de  E/S  existen? 

Los  canales,  que  son  los  intermediarios  entre  la 
unidad  central  de  proceso  del  ordenador  y  los 
periféricos,  y  los  contfoiadores  ds  periféricos,  que 
pueden  gestionar  la  utilización  de  uno  o  varios 
periféricos  del  mismo  tipo. 

¿Los  controladores  de  periféricos  son  parte 
de  los  periféricos? 

En  algunos  casos,  cuando  el  controlador  se 
encarga  de  un  único  periférico  se  ie  puede 
considerar  como  parte  del  periférico,  aunque,  en 
general,  ei  controlador  es  independiente  del 
periférico. 

¿Qué  misiones  específicas  tienen 
encomendadas  los  controladores  de 
periféricos? 

Depende  del  tipo  de  unidades  controladas,  pero, 
en  general,  se  encargan  de  ejecutar  las 
intrucciones  recibidas  de  la  CPU  y  de  devolver  a 
ésta  Información  del  estado  del  periférico. 

¿En  qué  consiste  la  «Interface»? 

Son  las  especificaciones  necesarias  para  poder 
conectar  los  periféricos  a  las  unidades  de 
control  o  canales,  Por  extensión,  suele 
denominarse  de  esta  forma  al  dispositivo  o 
unidad  que  se  ocupa  de  adaptar  y  establecer 
este  tipo  de  comunicaciones. 

¿Qué  tipos  de  interface  existen? 

Dos.  Tipo  paralelo,  que  consiste  en  realizar  la 
transmisión  simultánea  de  varios  bits  o  unidades 
elementales  de  información,  y  tipo  serie,  que 
realiza  la  comunicación  secuenclalmente,  es 
decir,  tan  sólo  se  transmite  un  bit  en  cada 
instante. 


77 


UNIQAD 
DE 
E/3 


MEMORIA 
PRINCIPAL 


CONVERTIDOR 
PARALELO/ 
SERIE 


m 


o 

o 


UMíDAO 
DE 
E/S 


CONVERTIDOR 
SERIE/ 
PARALE-JO 


MEMORIA 
ñRiNCIPAL 


El  convertidor  parafefo/serie  de  una  unidad  de 
entrada/salida  permite  la  transmisión  de  datos  desde  la 
memoria  principal  hacia  afganos  periféricos,  como  unidades 
de  cinta  magnética,  disquete,  etc. 


IEI  convertidor  serie/paralelo  se  utiliza  para  la  transmisión 
de  infcrmaciones  desde  periféricos,  como  casetes  o 
disquetes,  a  la  memoria  principal  de  un 
sistema  ordenador. 


En  la  modalidad  de  transmisión  a  bytes,  representada  a  la  izquierda  de  ¡a  figura,  los 
bytes  provenientes  de  periféricos  distintos  se  van  entremezcfando  en  la  línea 
común  de  E/S.  En  la  modalidad  de  transmisión  a  ráfagas  (figura  de  la  derecha)  no 
se  entremezclan  los  bytes,  sino  los  mensajes  completos. 


es  decir,  por  una  sola  línea  se  envían, 
uno  tras  otro,  todos  los  bits  de  una 

palabra. 

El  funcionamiento  en  paralelo  es  evi- 
dentemente más  rápido  que  la  opera- 
ción en  modo  serie:  la  información  se 
envía  más  compactada  y  tarda,  por  tan- 
to, menos  tiempo  en  llegar  desde  el  pun- 
to de  origen  al  de  destino. 

Algunas  unidades  de  entrada/salida 
disponen  de  registros  que  convierten 
ios  datos  en  formato  paralelo  a  formato 
serie,  o  viceversa.  La  transformación  de 
paralelo  a  serie  es  utilizada  en  el  proce- 
so de  transferencia  de  información  des- 
de la  memoria  principal  a  periféricos 
como  pantallas  de  rayos  catódicos,  uni- 
dades de  cásete  o  disco  flexible,  etc. 
Cuando  la  ruta  seguida  por  los  datos  es 
la  contraria,  desde  los  periféricos  hacia 
la  memoria  principal,  la  información  se 
transforma  de  formato  serie  a  paralelo. 


Modalidades  de  transmisión 

Cuando  los  dispositivos  periféricos 
son  lentos,  la  unidad  de  entrada/salida 
no  trabaja  a  pleno  rendimiento.  Esta  pér- 
dida de  tiempo  de  transmisión  se  puede 
evitar  haciendo  que  varios  periféricos 
lentos  compartan  la  misma  unidad  de 
entrada/salida.  Cada  dispositivo  trans- 
mite, en  este  caso,  un  byte  cada  vez. 
Podemos  hablar  entonces  de  transmi- 
sión en  bytes:  a  la  memoria  del  ordena- 
dor llegan  bytes  intercalados  proceden- 
tes de  distintos  periféricos. 

Cuando  varios  dispositivos  rápidos 
están  acoplados,  la  interpolación  de 
bytes  se  hace  imposible.  En  este  caso 
se  aplica  la  modalidad  de  transmisión  a 
ráfagas:  a  la  memoria  del  ordenador  lle- 
gan todos  los  bytes  consecutivos  de  un 
registro. 

En  esta  modalidad  sólo  puede  funcio- 
nar simultáneamente  un  único  dispositi- 
vo periférico,  mientras  que  en  el  caso  de 
transmisión  en  bytes  varios  dispositivos 
funcionan  a  la  vez,  sin  interferir  entre 
ellos. 


Procesos 
solapados 

A  menudo,  varios  dispositivos  perifé- 
ricos comparten  la  misma  unidad  de  en- 
trada/salida. No  obstante,  suponga  aho- 
ra que  en  un  momento  dado  sólo  hay  un 
periférico  acoplado  a  cada  unidad  de 
entrada/salida. 

En  este  caso,  la  entrada  de  datos  en 
la  memoria  principal  se  efectúa  a  través 
de  una  unidad.  Al  mismo  tiempo,  la  sa- 
lida de  datos  de  la  memoria  principal  se 
lleva  a  efecto  por  otra  unidad.  Esto  es. 


se  está  efectuando  una  lectura  y  una  es- 
critura de  datos  de  forma  simultánea. 

Cuando  dos  o  más  actividades  se  pro- 
ducen simultáneamente  se  dice  que  se 
está  realizando  un  proceso  solapacio. 


Técnicas  para  procesos  solapados 

Un  primer  método  para  efectuar  pro- 
cesos  solapados  se  fundamenta  en  la 
utilización  de  dos  áreas  de  entrada/sai- 


ENTRADA 

UNIQAO 
E/S 
SINCRONA 

SALIDA 
 ^  

 » 

OPERACIONES 
PENDIENTES 

I 


SEÑAL 
RELOJ 


Las  anidados  de  E/S  síncronas  operan  en 
consonancia  con  una  señal  de  reloj  que  regula  la 
ejecución  de  cada  una  de  las  operaciones  de 
transmisión. 


ENTRADA 


UNIDAD 
E/S 
ASINCRONA 


OPERACIONES 
PENDIENTES 


SALIDA 


I 


En  ¡as  unidades  de  E/S  asincronas 
la  transmisión  de  un  dato  comienza 
cuando  ha  finalizado  la 
transmisión  del  anterior. 


da:  los  registros  de  ía  primera  se  proce- 
san mientras  le  llegan  datos  a  la  segun- 
da. Cuando  un  dato  sale  del  área  de  pro- 
ceso, las  posiciones  de  memoria  que  se 
dejan  vacías  pasan  a  utilizarse  para  la  en- 
trada de  datos. 

Cuando  se  procesan  registros  agrupa- 
dos en  bloques,  se  emplea  una  técnica 
parecida:  tan  sólo  se  utiliza  un  área  de 
entrada/salida  como  memoria  interme- 
dia para  eJ  almacenamiento  del  bloque, 
y  una  segunda  área  de  datos  en  proce- 


so con  capacidad  para  un  único  registro 
lógico. 


Tipos  de  sincronicación 


El  concepto  de  sincronización,  dentro 
de  la  terminología  informática,  hace  re- 


ferencia a  dispositivos  que  se  encargan 
de  coordinar  el  funcionamiento  de  las  di- 
ferentes unidades  de  un  sistema. 

Aplicando  este  concepto  general  a  las 
unidades  de  entrada/salida  podemos 
establecer  una  nueva  clasificación  en 
dos  grupos  antagónicos:  unidades  sín- 
cronas y  unidades  asincronas. 

Unidad  de  entrada/saUda  síncrona,  es 
aquella  que  ejecuta  una  secuencia  de 
transmisiones  bajo  eí  control  de  un  ciclo 
de  señales  igualmente  espaciadas  y  pro- 


La  misión  fundamentai  dai  interface  es  servir 

de  enlace  entre  el  ordenador 

(o  su  unidad  de  control)  y  los  periféricos. 


ETAPA  1 
ENTRADA 


ETAPA  3 


SALIDA 


A3 

A2 

Al 

ENTRADA 

Ai 

SALIDA 


A3 

A2 

Al 

En  ia  figura  se  pueden  observar  fas  cuatro  etapas 
necesarias  para  fa  transmisión  en  serie  de 
una  palabra  de  4  bits. 


ETAPA  2 
ENTRADA 


Ai 

A3 

SALIDA 


A2 

A, 

ETAPA 


ENTRADA 

SALIDA 


Ai 

Aj 

A2 

A, 

80 


cedentes  de  un  reloj.  Es  decir,  la  trans- 
misión de  la  información  se  realiza  en 
función  de  dos  tipos  de  señales:  las  pro- 
pias de  la  información  a  transmitir  y  la 
señal  de  sincronismo  procedente  del  re- 
loj. 

Las  unidades  asincronas  tienen  un  fun- 
cionamiento independiente  del  reloj:  el 
fin  de  un  proceso  de  transmisión  marca 
el  comienzo  del  nuevo  envío  de  datos. 


I 


I 


Para  la  trsnsmisión  en  parahio  de 
una  palabra  de  4  bits  ss  necesaria 
una  única  etapa  en  la  que  se  envían 
simultáneamente  los  4  bits. 


Formatos  normalizados  de  E/S 


En  los  últimos  años  se  ha  hecho  un 
considerable  esfuerzo  para  la  normaliza- 
ción de  los  formatos  utilizados  para  es- 
tablecer la  comunicación  entre  microor- 
denadores V  entre  éstos  y  los  periféri- 
cos de  distintos  fabricantes.  El  fruto  de 
ese  esfuerzo  ha  sido  la  utilización  masi- 
va de  dos  tipos  de  interface  que  han  lo- 
grado imponerse  en  sus  respectivas  ca- 
tegorías: el  llamado  interface  RS-232, 
de  tipo  serie,  y  e\  interface  Centronics, 
de  tipo  paralelo  y  básicamente  orienta- 
do a  las  transferencias  de  datos  del  or- 
denador hacia  un  periférico  de  impre- 
sión. 


En  una  acepción  general  y  orientada  al 
aspecto  hardware,  se  denomina  interfa- 
ce o  acoplamiento  mutuo  al  conjunto  de 
canales  y  circuitos  de  control  asociados 
que  proporcionan  la  conexión  entre  un 
procesador  central  y  sus  unidades  peri- 
féricas, aunque  también  suele  utilizarse 
para  hacer  referencia  a  las  especificacio- 
nes de  conexión  de  dos  unidades  cua- 
lesquiera. 

Fundamentalmente  los  interfaces  for- 
man parte  del  hardware,  aunque  en  al- 
gunos casos  existen  rutinas  (software) 
encargadas  de  realizar  algunas  labores 
de  comunicación  entre  sistemas. 

La  forma  de  realizar  la  conexión  física 
entre  periférico  y  el  procesador  es  me- 
diante un  conector  múltiple  provisto  de 
todo  el  cableado  necesario  para  que  las 
señales  de  control  y  los  datos  fluyan  en- 


Exister}  muchos  tipos  de  interfaces  para  ¡a  comunicación  entre  un 
ordenador  y  sus  periféricos.  £1  de  ¡a  figura,  desarrollado 
especialmente  por  Hewlett-Packard,  permite  conectar  fiasta  60 
periféricos  al  modelo  HP-SúB  de  la  citada  firma. 


Para  saber  más 


¿Qué  diferencia  existe  entre  un  periférico  y 
una  unidad  de  entrada/salida? 

La  unidad  de  entrada/salida  es  un 
«intermediario»  entre  los  periféricos  y  fa  CPU, 

¿Son  incompatibles  fas  unidades  que 
trabajan  en  paralelo  con 
las  que  lo  hacen  en  serie? 

No,  sí  se  utilizan  registros  de  conversión 
serie/paralelo  y  viceversa.  Estos  registros 
suelen  estar  ubicados  en  las  unidades  de 
entrada /salida. 

¿Cuáles  son  las  dos  principales 
modalidades  de  transmisión? 

La  modalidad  de  transmisión  en  bytes  consiste 
en  transmitir  los  octetos  individualmente.  La 
modalidad  de  transmisión  a  ráfagas 
transmite  de  forma  consecutiva  todos  ios 
octetos  de  un  registro. 

¿Qué  tipos  de  periféricos  utilizan 
cada  una  de  las  dos  modalidades? 

La  transmisión  en  bytes  se  utiliza  en  periféricos 
lentos,  mientras  que  la  transmisión  a  ráfagas  es 
ideal  para  periféricos  rápidos. 

¿Cuándo  se  dice  que  dos  o  más  procesos 
están  solapados? 

Cuando  se  realizan,  de  forma  simultánea,  varias 
actividades  pertenecientes  a  distintos  procesos. 

¿Cómo  se  mide  la  velocidad  de  transmisión? 

Se  puede  medir  en  bits  por  segundo,  aunque  la 

unidad  más  común  es  el  baudio, 

que  a  su  vez  se  define  como  las  unidades 

de  información  transmitidas 

por  segundo,  En  cualquier 

caso  se  puede  establecer  una  correspondencia 

entre  baudios  y  el  número  de  caracteres 

transmitidos. 


81 


tre  la  unidad  de  proceso  y  la  unidad  pe- 
riférica. De  esta  forma,  a  un  procesador 
estándar  se  le  pueden  acoplar  unidades 
periféricas  en  número  y  tipo  variable,  de- 
pendiendo del  número  de  canales  de 
que  disponga  la  propia  unidad  central  de 
proceso.  Esto  permite  partir  de  configu- 
raciones mínimas  y  ampliar  posterior- 
mente el  sistema  con  alteraciones  míni- 
mas del  equipo  físico. 


Interface  RS"232 

Como  ya  señalábamos,  el  RS-232  es 
el  más  extendido  de  los  sistemas  de  in- 
terface en  serie.  Existen  otras  normas 


muy  parecidas  a  la  RS-232,  como  Ja 
V-24  y  la  de  bucle  de  corriente  de 
20  mA  que,  aunque  similares,  tienen  al- 
gunas peculiaridades. 

El  interface  RS-232  opera  en  formato 
serie  y,  por  lo  tanto,  la  transmisión  se 
realiza  bit  a  bit  por  una  única  línea  hasta 
completar  el  mensaje  deseado.  Las  po- 
sibles utilizaciones  del  RS-232  son  muy 
variadas  y  su  adopción  es  muy  frecuen- 
te en  las  tomas  de  comunicación  de  im- 
presoras, termínales,  plotters,  modems, 
enlaces  entre  sistemas,  eic. 

La  unidad  para  medir  la  velocidad  de 
transmisión  es  el  baudio.  Se  puede  es- 
tablecer, a  «groso  modo»,  una  corres- 
pondencia entre  baudios  y  número  de 
caracteres  transmitidos  por  segundo. 
Aproximadamente,  se  puede  afirmar 
que  cada  diez  baudios  corresponden  a 


un  carácter.  Las  velocidades  de  transfe- 
rencia más  usuales  en  baudios  son:  50, 
100,  300,  600,  1.200,  2.400,  4,800  y 
9.600. 


Interface  centronícs 

Esta  es  la  modalidad  de  interface  para 
comunicaciones  en  formato  paralelo  de 
mayor  difusión. 

Como  ya  se  ha  mencionado,  la  adop- 
ción de  interface  Centronics  está  muy 
generalizada  en  el  terreno  de  las  impre- 
soras para  ordenador. 


LU 

a: 

LU 


1  • 

DTR 

2 

RTS 

3 

D5RS 

¿; 

TD 

5 

RD 

6 

DSR 

7 

CTS 

8 

TSET 

9 

RSET 

10 

CD 

11 

LORD 

12 

FRAME  GRD  A\- 

UNIDAD  DE  SALIDA 


_l_ 


20 

23 

2 

3 

6 

5 

15 

17 

8 

7 

1 


PERIFERICO 


■ Ejemplo  de  conexión 
interface/modem  con 
el  sistema  RS/232. 


82 


Evolución  de  los 
dispositivos  periféricos 


n  los  albores  de  la 
informática,  las 
voluminosas  má- 
quinas para  el  tra- 
tamiento  de  la  in- 
formación se  rodeaban  de  una  corte  no 
menos  voluminosa  de  dispositivos  auxi- 
liares imprescindibles  para  su  funcio- 
namiento. 

Perforadoras,  lectoras,  verificadoras  y 
clasificadoras  de  tarjetas  perforadas; 
lectoras/grabadoras  de  cinta  de  papel,, 
máquinas  cuya  función  es  hoy  suplida 
por  simples  unidades  periféricas,  de  al- 
macenamiento masivo  o  de  comunica- 
ción, integradas  en  muchos  casos  en  el 
propio  mueble  que  aloja  a  los  modernos 
ordenadores. 


El  papel,  constituido  en  soporte  de  in- 
formación casi  exclusivo  hace  muy  es- 
casos lustros,  ha  cedido  hoy  su  lugar  a 
los  soportes  magnéticos  (cintas  y  dis- 
cos) e  incluso  a  los  soportes  de  tipo  óp- 
tico que  ya  apuntan  como  alternativa  de 
futuro- 
Sea  como  fuere,  la  evolución  de  las 
máquinas  auxiliares  es  un  claro  expo- 
nente del  imparable  avance  de  la  in- 
formática. 


La  tarjeta  perforada 

Sin  duda  el  soporte  de  información 
más  antiguo  utilizado  como  memoria  de 


De  la  tarjeta 
perforada 

al  tambor  magnético 

masa  es  la  tarjeta  perforada.  El  formato 
estándar  de  este  soporte  es  una  cartuli- 
na rectangular  con  todas  las  esquinas 
redondeadas,  excepto  la  superior  iz- 
quierda, que  habitualmente  tiene  un  cor* 
te  y  permite  detectar  fácilmente  la 
correcta  colocación  de  la  tarjeta. 

Cada  una  de  ellas  dispone  de  80  co- 
lumnas numeradas  del  1  al  80,  y  de  12 
posibles  posiciones  de  perforación  efi 
cada  columna.  Las  dos  superiores  se 
agrupan  en  un  área  denominada  da 
zona,  y  las  diez  restantes  forman  el  área 
numérica. 

Cada  columna  de  la  tarjeta  puede  ccmv 
tener  un  carácter  alfanumérico  o  espe- 
cial y  para  ello  se  utiliza  un  código  que 
asocia  a  cada  carácter  determinadas 
perforaciones. 

Existen  varios  códigos  de  este  tipo  E 


LINEA 

il 

TELEX 


PERIFERICO 
LECTURA 
CINTA 

ORDENADOR 


IMPRESOS 


I 


Aunque  la  cinta  de  papel  perforado  ha  quedado  obsoleta  como 
soporte  do  información,  algunas  aplicaciones  en  las  que  ios 
datos  de  entrada  provienen  de  un  teletipo,  todavfa  las  utilizan. 


83 


más  extendido  es  el  de  Hollerith  que 
asocia  a  cualquier  dígito  de  O  a  9  una 
perforación  en  cada  columna,  a  cual- 
quier letra  dos  perforaciones,  y  a  los  ca- 
racteres especíales  tres  perforaciones. 
Hasta  hace  diez  años,  las  tarjetas  per- 
foradas eran  ef  medio  más  utilizado  para 
representar  el  proceso  de  datos.  Su  uti- 
lización ha  decaído  vertiginosamente 
por  las  siguientes  razones: 

•  La  velocidad  de  lectura  de  las  tarje- 
tas perforadas  es  lenta  y,  además,  tan 
sólo  permite  un  tratamiento  secundario. 

•  Los  procesos  de  clasificación  se 
tienen  que  realizar  mediante  unas  máqui- 
nas auxiliares  denominadas  clasificado- 
ras de  tarjetas  que  no  están  conectadas 
al  ordenador,  lo  que  implica  un  proceso 
manual. 

m  El  soporte  de  la  información,  es  de- 
cir, la  propia  tarjeta,  no  es  reutilizable. 

•  El  volumen  del  soporte  necesario 
para  el  almacenamiento  de  los  datos  es 


muy  elevado  y,  por  consiguiente,  el  cos- 
te por  unidad  de  información  es  muy 
alto. 


Lectora/perforadora  de  fichas 

La  información  contenida  en  fichas 
perforadas,  tanto  programas  como  da- 
tos, se  introducía  en  el  ordenador  a  tra- 
vés de  la  unidad  denominada  lectora  de 
fichas.  Análogamente,  los  datos  produ- 
cidos por  un  programa  podían  transferir- 
se a  fichas  perforadas  con  la  ayuda  de 
un  periférico  llamado  perforadora  de  fi- 
chas. 

Normalmente  estos  dos  tipos  de  uni- 
dades se  integraban  en  un  único  perifé- 
rico: la  lectora/perforadora  de  fichas.  El 
esquema  básico  de  esta  unidad  está  for- 
mado por  un  depósito  de  alimentación. 


en  el  que  se  depositan  las  tarjetas  per- 
foradas si  se  va  a  proceder  a  su  lectora 
o  las  tarjetas  en  blanco  si  van  a  ser  per- 
foradas, una  o  dos  estaciones  de  lectu- 
ra  o  perforación  y  un  depósito  receptor 
en  el  que  se  almacenarán  las  tarjetas  ya 
leídas  o  perforadas. 

Entre  los  diferentes  tipos  de  estacio- 
nes de  lectura  destaca  reinos  el  de  esco- 
billas. En  este  sistema  se  dispone  de  un 
rodillo  con  tantas  secciones  aisladas 
eléctricamente  como  pistas  tienen  la  tar- 
jeta. Existen  el  mismo  número  de  esco- 
billas que  de  pistas,  estableciéndose 
una  corriente  eléctrica  en  el  mismo  ins- 
tante  en  que  la  tarjeta  al  moverse  colo- 
ca una  perforación  entre  escobilla  y  ro- 
dillo. 

Otro  sistema  consiste  en  sustituir  las 
escobillas  y  el  cilindro  por  un  conjunto 
de  células  fotoeléctricas. 

La  técnica  utilizada  para  realizar  las 
perforaciones  es  análoga  a  la  puesta  en 
práctica  para  la  lectura  de  fichas.  Una 
perforadora  dispone  de  un  cajetín  en 


IEn  la  mayoría  de  !as  máquinas  auxiliares  destinadas  a  fa  perforación  de  tarjetas  existen  tres 
partes  diferenciadas:  ef  depósito  de  aiinnentación,  la  estación  de  perfcractón  y  el  depósito 
receptor  Cuando  ¡a  máquina  es  también  capaz  de  leer  fas  tarjetas  se  distingue  una  cuarta 
parte  que  son  fas  escobillas  de  lectura. 


84 


En  ios  antiguos  centros  de  cálculo  ¡as  clasificadoras  de  tarjetas 
eran  un  elemento  fundamental.  Hoy  día  los  procesos  de 
grabación  y  ciasificadón  de  información  se  realizan 
utilizando  otro  tipo  de  máquinas  auxiliares. 


CARACTER 


ILas  cintas  de  papel  perforado  constan  de  un  determinado  número 
de  canales  (siete  en  la  figura),  ocupando  cada  carácter  una 
columna  completa  y  estando  codíficadc  de  acuerdo  a 
determinadas  secuencias  de  perforación. 


I  Algunos  periféricos  clásicos 

1 .  Lectora/perforadora  de  fichas 

•  Permite  realizar  operaciones  de  entrada 
(lectora)  y/o  salida  (escritura), 

•  La  diferencia  entre  la  opción  de  perforación 
de  este  periférico  y  la  opción  de  perforación  de 
la  máquina  auxiliar  de  perforación  estriba  en  que 
en  el  prinner  caso  es  el  ordenador,  a  través  de 
algún  programa,  el  que  se  encarga  de  realizar  las 
perforaciones,  mientras  que  en  el  segundo  es  un 
operador  el  que  realiza  esta  labor. 

•  El  soporte  sobre  el  que  se  realizan  las 
operaciones  es  la  tarjeta  perforable, 

2.  Lectora/perforadora  de  banda  de  papel 

•  Sus  características  son  similares  a  las  del 
periférico  anterior,  exceptuando  el  soporte  de  la 
información  que  en  este  caso  es  una  banda 
continua  de  papeL 

•  Su  utilización  sólo  es  rentable  cuando  se 
utiliza  simultáneamente  con  otros  procesos  no 
informáticos  (télex.  etc.). 

3.  Lectora  de  caracteres  ópticos 

•  Sólo  permite  realizar  operaciones  de  entrada 
de  datos  al  ordenador. 

•  El  soporte  de  información  sobre  el  que  actúa 
es  cualquier  tipo  de  formulario  en  el  que  se  haya 
«escrito))  la  información  con  un  determinado  tipo 
de  caracteres. 

4.  Lectora  de  caracteres  magQéticas 

•  También  este  periférico  es  únicamente 
utilizable  para  operaciones  de  entrada. 

•  Los  caracteres  que  puede  leer  deben  haber 
sido  generados  en  el  soporte  mediante  campos 
magnéticos. 

5.  Tenninales 

•  Pueden  servir  taríto  para  la  entrada  como 
para  la  salida  de  información. 

•  Se  pueden  clasificar  en  tres  grandes  grupos; 

-  Terminales  de  operador. 

-  Terminales  de  comunicación. 

-  Terminales  inteligentes. 

6.  Impresora 

•  Evidentemente,  tan  sólo  sirve  para 
operaciones  de  salida. 

•  El  soporte  sobre  el  que  trabajan  es  el  papel 
continuo  u  hoja  de  diversos  formatos. 


85 


que  se  cargan  las  tarjetas  sin  perforar. 
Mediante  una  tecla  se  pueden  desplazar 
las  fichas  una  a  una  a  la  estación  de  per- 
foración, donde  ceda  columna  se  perfo- 
rará con  el  código  que  representa  al  ca- 
rácter que  es  pulsado  en  el  teclado  por 
el  operador. 

Una  vez  perforadas  todas  las  colum- 
nas necesarias,  mediante  otra  tecla  se 
puede  desplazar  la  tarjeta  aun  cajetín  de 
salida,  en  el  que  se  depositan 


En  ciertos  casos  la  operación  de  per- 
forar tarjetas  era  el  resultado  de  algún 
proceso  mecanizado.  Para  ese  cometi- 
do existían  otros  periféricos  capaces  de 
producir  las  tarjetas  perforadas  directa- 
mente como  salida  del  ordenador. 

Verificadoras  y  clasificadoras 

El  operador  encargado  de  realizar  la 
perforación  de  las  tarjetas  puede  come- 


I Cuando  se  desea  que  el  ordenador  entregue  ¡a 
información  sobre  cinta  de  pape!  es  preciso  utilizar 
unidades  de  perforación  como  ¡a  de  la  figura.  Su 
funcionamiento  se  basa  en  la  perforación  de  cinta 
de  papel  mediante  una  batería  de  punzones. 


I 


Una  simple  máquina  registradora  puede  ser 
también  una  unidad  auxiliar  de  un  sistema 
informático.  Alguna  de  estas  cajas  registradoras 
producen  tiras  de  papel  en  las  que  se  graban  con 
caracteres  ópticos  las  operaciones  registradas. 


ter  errores  en  la  transcripción  de  los  da- 
tos. Para  subsanarlo  se  crearon  un  tipo 
de  unidades  auxiliares  para  verificar  las 
tarjetas  perforadas:  las  denominadas 
verificadoras. 

El  aspecto  físico  de  una  verificadora 
es  e!  mismo  que  el  de  una  perforadora 
cajetín  de  fichas  sin  perforar,  estaciór. 
de  perforación,  cajetín  de  fichas  perfo 
radas  y  teclado.  La  única  direrencia  es- 
triba en  que  en  el  cajetín  de  fichas  sin 
perforar  no  se  colocan  fichas  en  blanco 
sino  fichas  previamente  perforadas. 
Ahora,  en  fugar  de  producir  la  perfora- 
ción acorde  con  la  tecla  pulsada,  la  má- 
quina comprueba  si  la  perforación  ya 
existente  concuerda  con  la  pulsación.  Er 
caso  afirmativo  permite  que  el  opera  do- 
continúe  con  la  siguiente  columna,  perc 
en  caso  negativo  se  bloquea;  de  este 
forma  el  operador  puede  proceder  a  sl 
identificación  para  modificarla  posterior- 
mente. 

Dada  la  simifitud  entre  perforadoras  y 
verificadoras,  la  mayoría  de  las  unidades 
de  este  tipo  acostumbraban  a  realizar  las 
dos  tareas. 

La  mayoría  de  las  unidades  auxiliares 
para  el  tratamiento  de  tarjetas  perfora- 
bles  podían  ser  programadas  en  un  sen- 
tido  mínimo:  definiendo  tabulaciones 
para  que  la  tarjeta  se  desplazara  más  rá- 
pidamente, obligando  a  que  determina- 
dos campos  numéricos  o  alfanuméhcos. 
e  incluso,  cuando  todas  las  tarjetas  (fi- 
chas} a  perforar  tenían  un  campo  co- 
mún, operando  automáticamente  la  per- 
foración de  dichos  campos. 

Otra  mitad  auxiliar  actualmente  en  de- 
suso es  ía  clasificadora  de  tarjetas  per- 
foradas. 

Este  tipo  de  unidades  disponen  de  un 
único  cajetín  de  entrada  y  varios  de  sa- 
lida. El  operador  puede  realizar  ciertas 
manipulaciones,  de  forma  que  las  tarje- 
tas colocadas  en  el  cajetín  de  entrada  se 
depositen  en  el  cajetín  correspondiente 
al  contenido  de  alguno  de  sus  campos. 
Una  vez  finalizada  la  preparación  del  tipo 
de  clasificación  a  efectuar,  la  máquina 
automáticamente  coloca  las  tarjetas  en 
los  cajetines  de  salida  apropiados.  Por 
ultimo,  el  operador  procede  a  recoger 
las  tarjetas  de  los  cajetines  de  salida  en 
un  cierto  orden,  con  lo  que  el  bloque  ini- 
cial de  tarjetas  queda  clasificado. 


86 


La  cinta  de  papel  perforada 

En  telegrafía,  y  antes  de  que  aparecie- 
-an  los  sistemas  de  transmisión  de  da- 
zas basados  en  ordenadores,  se  utilíza- 
la yn  soporte  de  información  llamado 
□anda  perforada.  Más  tarde  esas  ban- 
das, o  cintas  de  papel,  pudieron  ser  in- 
:erpretadas  por  ciertas  unidades  perifé- 
icas  del  ordenador. 

La  información  se  graba  perforando  la 
:inta  de  acuerdo  a  una  codifi^cación  es- 
tablecida. Aunque  la  anchura  de  la  cinta 
Duede  ser  variable,  cabe  hablar  de  algu- 
nos tamaños  estándar: 

#  1 1/16  de  pulgada. 

#  7/8  de  pulgada. 

#  1  pulgada. 

Las  características  funcionales  de  este 
:¡po  de  soportes  son  muy  parecidas  a 


I 


Los  códigos  de  barras 
constituyen  una  potente 
técnica  para  ei 
aimacenamiento  masivo  y 
barato  de  la  información. 


CARRETE 


RODILLO 
TENSOR 


En  general  todos  ¡os  periféricos  que  tratan  soportes  de  información 
en  forma  de  cinta  disponen  de  dos  carretes.  En  uno  se  coloca 
fa  cinta  de  origen  y  en  ei  otro  se  recoge  la  cinta  después 
de  ser  procesada.  En  ia  figura  se  puede  ver  una 
representación  gráfica  de  una  ieotora  de  cinta  de  papel. 


87 


i 


Unidades  auxiliares  de 
entrada  de  datos 


Al  margen  de  las  unidades  periféricas  asociadas 
normaimente  a  un  sisiema  informático,  existen 
cieñas  unidades  auxiliares  capaces  de  registrar 
información  en  un  suporte  que,  posteriormente, 
puede  ser  tratado  por  el  ordenador 
A  continuación  se  detallan  algunos  de  estos 
dispositivos  auxiliares  y  soportes  elaborados  por 
otras  máquinas  distintas  del  ordenador^  aunque 
emparentados  con  éste  por  la  posibilidad  di 
poner  la  Información  registrada  a  su  alcance. 

•  Cinta  de  caracteres  ópticos 

Algunas  cajas  registradoras  de  las  que  se 
utilizan  en  los  comercios  producen  una  cinta  con 
información  de  ¡as  ventas  producidas.  El  material 
de  la  cinta  es  simple  papel  y  la  máquina  se  limita 
a  escribir  caracteres  que  posteriormente  podrán 
ser  tratados  en  el  ordenador, 

•  Cinta  perforada 

Muchas  unidades  télex  pueden  reproducir  los 
mensajes  de  dos  formas,  bien  escribiendo  sobre 
un  papel  o  bien  perforando  una  cinta  continua  de 
papel.  En  este  último  caso  la  información  será 
tratable  por  un  ordenador  que  disponga  de  una 
unidad  de  entrada  para  cinta  perforada. 

•  Caracteres  magnéticos 

Las  imprentas  que  fabrican  los  talonarios  de  la 
mayoría  de  los  bancos,  imprimen  en  la  parte 
inferior  derecha  unos  caracteres  magnéticos  que 
también  pueden  ser  tratados  por  un  ordenador. 
Para  elto  vale  con  disponer  de  la 
correspondiente  máquina  auxiliar  para  la  lectura 
de  caracteres  magnéticos. 


las  de  las  tarjetas  perforadas  (de  hecho, 
una  banda  es  equivalente  a  muchas  tar- 
jetas «pegadas»  una  detrás  de  la  otra). 
Una  de  las  desventajas  de  la  cinta  de  pa- 
pel estriba  en  su  manejo  manual,  bastan- 
te engorroso.  Precisamente  por  esto, 
las  cintas  se  desecharon  antes  que  las 
tarjetas  y,  en  la  actualidad,  apenas  se 
utilizan, 

* 

Lectora/perforadora  de  banda 
de  papel 

La  información  contenida  en  una  ban- 
da de  papel,  tanto  sí  se  ha  obtenido 


como  subproducto  de  otro  proceso, 
como  si  se  perforó  exclusivamente  para 
su  utilización  informática,  puede  ser 
transferida  al  ordenador  mediante  una 
unidad  de  comunicación  denominada 
lectora  de  banda  (o  cinta)  de  papel. 

El  elemento  esencial  de  este  periféri- 
co es  la  estación  de  lectura,  constituida 
por  una  batería  de  células  fotoeléctricas 
(tantas  células  como  canales),  que  per- 
miten la  generación  de  un  impulso  cuan- 
do existe  perforación  en  el  canal. 

Al  igual  que  en  el  caso  de  la  lectora 
perforadora  de  fichas,  los  periféricos 
que  se  encargan  de  la  entrada  d©  infor- 
mación procedente  de  bandas  de  papel, 


CABEZAS  LEC/ESCR. 


PISTA  O 


PISTA  n 


Los  tambores  magnéticos  giran  a  una  velocidad 
constante.  Están  divididos  en  pistas  paralelas, 
cada  unst  de  ias  cuales  lleva  asociada 
ur^a  cabeza  de  lectura  y  escritura. 


Las  fectoras  de 
fichas 
perfcradas 
están  en 
desuso^  Las 
memorias  de 
masa  más 
utilizadas  en  la 
actualidad  son 
de  tipo 
magrtétfco. 


88 


suelen  también  realizar  Ja  operación  de 
salida  sobre  el  mismo  soporte.  En  tal 
caso  la  estación  peforadora  es  una  ba- 
tería de  punzones  alojados  en  una  ma- 
triz que  sirve  de  guía.  La  velocidad  de 
grabación  es  bastante  baja,  aproximada- 
Tiente  la  mitad  que  la  velocidad  de  per- 
foración de  tarjetas. 


El  tambor  magnético 

Este  tipo  de  dispositivo  fue  el  primero 
que  surgió  con  características  típicas  de 


las  memorias  de  masa  actuales.  Puede 
ser  de  acceso  directo  o  de  acceso  se- 
cuenclal. 

La  información  se  graba  en  pistas 
(cada  pista  está  constituida  por  un  círcu- 
lo concéntrico  alrededor  del  eje  del  tam- 
bor). Dispone  de  una  cabeza  de  lectu- 
ra/escritura por  pista,  de  forma  que  el 
tambor  nunca  deba  dar  más  de  una  vuel- 
ta para  acceder  a  un  determinado  dato. 

Los  datos  se  leen  o  se  graban  direc- 
tamente en  la  superficie  del  tambor  por 
medio  de  las  cabezas  de  lectura/es- 
critura. 

El  tambor  está  continuamente  girando 
a  una  velocidad  constante.  Algunos  al- 


canzan velocidades  de  20.000  revolu- 
ciones por  minuto.  Esta  cifra  da  idea  de 
la  relativa  rapidez  de  acceso  a  la  infor- 
mación. Debido  a  esta  elevada  veloci- 
dad, y  a  la  gran  cantidad  de  datos  que 
pueden  llegar  a  almacenar  este  tipo  de 
memorias,  se  utilizan  para  archivos  de 
gran  tamaño,  O^^ 
Él  principal  inconveniente  de  los  tam- 
bores magnéticos  radica  en  su  dificultad 
de  intercambio:  el  soporte  de  informa- 
ción y  la  unidad  periférica  en  la  que  éste 
se  encuentra  forman  «un  todo».  Por  esta 
razón  su  uso  ha  decaído  y  resultan  ren- 
tables únicamente  para  almacenar  archi- 
vos permanentes  de  gran  volumen. 


REUOJ  * 

\  j 

 rti  Til  rh  r 

1     1  1 

!           1  ) 
1           1  ] 

OPERACICM  I 
OPERACION  2 

— H  i 

1           1  1 

^ — : — : — 1 
1   1  1 

OPEFWVCION   3  . 
OPERACICM  i 

t   1  \ 
¡  h- ^ 

1           J  t 

OPERAJCiON  2 
OPERACIW  1 


/  

y     y        y     y        /  / 

SECCIOW 
1 

SECCION 
2 

'  SECCION 
3 

SECCION 

 ^ 

 ^ 

} 

OPERADOR 


I 


En  fas  figuras  adjuntas  se  reproducen:  A)  ef  diagrams  de 
tiempos  en  una  unidad  PIPE-UNE.  B)  Un  operador  paralelo 
PIPE-UNE.  C)  Un  operador  PIPE-LINE 
en  secciones. 


89 


Los  archivos  de  datos  se  dividen  en 
segmentos  a  cada  uno  de  los  cuales  se 
accede  de  manera  individual.  Cada  seg- 
mento tiene  siempre  un  tamaño  menor 
o  igual  que  el  de  una  pista  completa.  Pre- 
cisamente en  esta  característica  se  basa 
la  facilidad  de  utiización  de  los  tambores 
magnéticos  como  memoria  auxiliar  de 
acceso  directo. 

Dado  que  un  tambor  magnético  pue- 
de contener  más  de  un  fichero,  dispo- 
nen siempre  de  directorios  en  los  que  al- 
macenan los  nombres  de  los  ficheros 
contenidos,  la  pista  de  comienzo,  el  es- 
pacio ocupado  y  otras  características 
generales.  De  esta  forma,  cuando  un 
programa  solicita  la  «apertura»  de  un  de- 
terminado ficheron  el  directorio  propor- 
ciona rápidamente  la  posición  en  que  se 
encuentra  éste. 


I 


En  la  actuatidad,  los  soportes  masivos 
dominantes  en  tos  centros  de  cálculo 
son  fas  cintas  magnéticas. 


Evolución  de  las  memorias  de 
masa 

Casi  ningún  centro  de  cálculo  moder- 
no dispone  ya  de  unidades  para  el  trata- 
miento de  cinta  perforada,  ni  de  tambo- 


res magnéticos.  Alguno  cuenta,  sin  em- 
bargo, con  lectoras  y  perforadoras  de 
tarjetas.  La  permanencia  de  estos  últi- 
mos periféricos  no  supone  que  las  tarje- 
tas perforadas  sean  un  soporte  óptimo 


para  el  aímacenamiento  de  información, 
sino  que  la  utilización  de  muchas  aplica- 
ciones antiguas  ha  obligado  a  ios  cerv 
tros  de  cálculo  al  mantenimiento  de  este 
tipo  de  soportes. 


I  Arquitectura  pipe-líne 


Se  dice  que  una  unidad  es  del  tipo  pipe-Une 
cuando  es  capaz  de  aceptar  una  nueva 
operación  cada  l  nanosegundos,  aunque 
necesite  n  -K  nanosegundos  para  realizar  la 
ejecución  complata  de  una  operación. 
Básicamente  existen  dos  formas  de  realizar  un 
operador  capaz  de  satisfacer  los  requisitos 
anteriores: 


-  Mediante  varios  operadores  iguales 
trabajando  en  paralelo  se  puede  conseguir  un 
operador  pipe-line.  La  limitación  estriba  en  que 


no  podrá  ejecutar  simultáneamente  un  número 
de  operaciones  superior  al  número  de 
operadores  de  que  disponga.  Así,  si  suponemos 
que  sólo  dispone  de  tres  operadores  en 
paralelo,  al  llegar  la  señal  Ai  del  reloj,  la 
operación  1  comienza  a  ejecutarse  en  el 
operador  1;  con  la  señal  h  la  operación  2 
comienza  en  el  operador  2...  y  con  la  señal  ^  se 
recupera  el  resultado  de  la  operación  1  en  la 
salida  del  operador  1^  el  cual  queda  libre  para 
comenzar  con  la  operación  4.  Y  así 
sucesivamente.  Precisamente  por  la  limitación 
en  el  número  de  operadores,  a  esta  estructura 
se  la  llama  seudopipe-line. 


-  La  segunda  opción  consiste  en  utilizar  un 
único  operador,  dividido  en  varias  secciones, 
cada  una  de  las  cuales  corresponde  a  una  etapa 
de  la  operación  a  ejecutar.  Entre  cada  par  de 
secciones  se  coloca  un  conjunto  da  registros 
capaces  da  memortzar  los  resultados  que  sean 
necesarios  para  la  sección  siguiente.  El  tiempo 
de  transición  de  una  sección  será  igual  al 
transcurrido  entre  dos  señales  deí  reloj* 
En  este  caso  las  operaciones  se  ífempujan» 
unas  a  otras,  de  sección  en  sección,  del  mismo 
modo  en  el  que  corre  un  fluido  por  una  tubería 
(pípe-line);  precisamente  de  ahí  le  viene  el 
nombre  a  este  operador. 


90 


Los 


modernos  soportes 
de  información 


n  los  primeros 
tiempos  de  la  in- 
formática se  con- 
sideraba memoria 
masiva  a  práctica- 
Tiente  cualquier  soporte  capaz  de  regis- 
irar  información  con  persistencia  {inclu- 
so medios  perforables).  Más  adelante  se 
exigieron  otras  características,  referidas 
Dásicamente  al  volumen  y  a  la  posibili- 
dad de  acceso  a  la  información;  estas 
oropiedades  sólo  las  cumplían  ciertos  ti- 
Dos  de  soportes  magnéticos  como  los 
tambores,  cintas  y  discos. 

Actualmente,  se  están  reaíizando  in- 
/estigaciones  para  llegar  a  nuevas  me- 
morias de  masa  que  resulten  más  pro- 
ductivas que  las  actuales.  En  algunos  ca- 
sos el  estado  de  las  investigaciones  está 
produciendo  resultados  importantes 
que  permiten  predecir  cómo  serán  las 
memorias  de  masa  del  futuro,  teniendo 
^1  cuenta  que  el  futuro  en  esta  discipli- 
-3  es  dentro  de  cinco  o  seis  años,  poco 
más. 


Cintas  magnéticas 


Junto  con  los  discos,  las  cintas  mag- 
".éticas  constituyen  el  soporte  de  infor- 
mación por  excelencia  de  la  informática 
actuaL 

Aunque  suelen  ser  gestionadas  por 
unidades  directamente  asociadas  al  or- 
denador que  explota  su  información,  hay 
ocasiones  en  las  que  las  cintas  magné- 
licas  se  graban  y  reproducen  de  forma 
autónoma  mediante  equipos  auxiliares. 

La  capacidad  de  almacenamiento  de 
jna  cinta  magnética  se  mide  por  dos 
/ariables: 

•  Longitud  física  de  la  cinta,  que  sue- 
e  venir  expresada  en  pies. 

#  Densidad  de  grabación,  que  repre- 
senta la  cantidad  de  caracteres  que  se 
pueden  almacenar  en  una  unidad  de  lon- 
gitud. Las  más  usuales  son:  800,  1,600 
Y  3.200  b.p.i.  (bits  por  pulgada}. 

La  capacidad  de  la  cinta  magnética  es 
tanto  mayor  cuanto  más  larga  sea  físi- 


camente, y  cuanto  más  alta  sea  la  den- 
sidad de  grabación. 

El  funcionamiento  general  de  una  cin- 
ta magnética  es  muy  similar  al  de  una 
banda  de  papel  perforado;  al  igual  que 


Superficies  magnéticas 
y  memorias  ópticas 

las  cintas  de  papel,  existen  cintas  mag- 
néticas de  distinto  número  de  canales 
longitudinales  (en  este  caso  se  denomi- 
nan pistas). 
Las  cintas  magnéticas  más  empleadas 


Las  cintas  magnéticas  constituyen  uno  de  los  soportes  más  extendidos  psrB  el 
aimacenamiento  secuenciai  de  información. 


91 


tienen  9  pistaS;  aunque  son  relativamen- 
te frecuentes  las  de  7.  Los  caracteres  se 
representan  medíante  una  combinación 
de  imantaciones  en  todas  las  pistas  de 
una  zona  perpendicular  al  eje  denomina- 
da «frame».  Por  supuesto,  las  configura- 
ciones de  imantaciones  para  cada  carác- 
ter están  en  función  del  código  utilizado, 
tanto  en  el  caso  de  cintas  de  9  pistas, 
como  en  el  caso  de  cintas  de  7  pistas. 
Los  códigos  más  frecuentemente  utiliza- 
dos son  el  ASCII  y  el  EBCDIC. 

También  es  importante  destacar  que 
el  acceso  a  una  información  en  una  cin- 
ta magnética  es  estrictamente  secuen- 
cial,  es  decir:  para  llegar  a  grabar  o  re- 
producir un  carácter  en  una  posición 


concreta  es  necesario  avanzar  o  retroce- 
der la  cinta  desde  el  lugar  en  que  se  en- 
cuentre hasta  la  posición  deseada. 


Tipos  de  cintas  magnéticas 

Atendiendo  a  su  presentación  exter- 
na, se  pueden  distinguir  tres  tipos  de 
cintas  magnéticas. 

•  Cima  magnética  para  mlnis 
y  grandes  equipos 

Se  presenta  en  cartuchos  de  tamaños 
mediano  y  grande.  Se  emplea  principal- 


mente para  et  almacenamiento  de  arch- 
vos  de  datos  de  los  que  no  se  requiere 
una  localización  rápida,  o  para  obtener 
copias  de  seguridad  (back-ups)  de  fiche- 
ros maestros  de  acceso  directo  graba- 
dos en  discos  magnéticos.  Su  empleo 
se  reserva  a  ordenadores  y  miníorde- 
nadores. 

•  Cásete 

Constituyen  el  soporte  magnético 
más  económico,  aunque  lento  y  limitado 
en  capacidad. 

Se  utilizan  exclusivamente  en  los  or- 
denadores domésticos  y  coinciden  con 
los  casetes  de  audio  convencionales. 


I 


CINTA  DE  9  PISTAS 


FRAME 


Recibe  eí  nombre  de  ^frame»  una  línea 
vertical  que  contiene  una  codificación.  Para 
realizar  una  lectura  o  grabación  es  preciso 
Situar  ¡a  cinta  da  forma  que  la  aírame» 
deseada  coincida  con  el  cabeza!  o 
dispositivo  de  lectura/escritura  de  la  unidad. 


1 


3 
3 


l  CINTA 
MAGNETICA 


CASSETTE 


I 


CARTRIDGE 


Existen  distintos  soportes 
magnéticos  que  reúnen  ias 
características  generales  propias  de 
la  cinta  magnética:  ias  casetes, 
los  cartuchos  (cartridge)  y  ias  cintas 
en  bobina. 


I 


Debido  a  sus  notables 
características  las  unidades  de  cinta 
magnética  de  tipo  «streamer>>  están 
logrando  una  gran  penetración  en  ei 
campo  de  los  minis  y 
microordenadores. 


92 


Aunque  algunos  modelos  de  ordenado- 
res domésticos  exigen  un  tipo  especial 
de  unidad  de  cásete,  lo  habitual  es  que 
su  grabación  y  lectura  la  realice  un  mag- 
netófono de  audio  de  tipo  común. 


•  Cartucho  de  cinta  ^streamer)} 

Estos  soportes  secuenciales  se  utili- 
zan profusamente  con  miniordenadores 
y  ordenadores  persona  les/ profesiona- 
les para  la  obtención  de  copias  de  segu- 
ridad de  ta  información  almacenada  en 
discos  rígidos.  Su  velocidad,  cap  cidad 
y  fiabílidad  es  netamente  superior  a  la  de 
los  casetes. 


Discos  magnéticos 

Los  discos  magnéticos  forman  una 
clase  especial  de  soportes  de  informa- 
ción; su  gestión  no  se  realiza  desde  uni- 
dades auxiliares,  sino  que  es  el  propio 
ordenador  quien  controla  los  datos  al- 
macenados en  ellos- 

El  aspecto  físico  de  los  discos  magné- 
ticos para  grandes  equipos  es  semejan- 
te al  de  los  discos  de  audio  de  larga  du- 
ración. Cada  una  de  las  dos  superficies 
de  grabación  suele  estar  cubierta  por 
una  lámina  de  níquel-cobalto  que  pro- 
porciona larga  vida  y  alta  densidad  de 
grabación  al  medio  magnético. 


I 


Además  de  para  ei  almacenamiento 
secuenciaf  de  información,  las  cintas 
magnéticas  suefer)  utilizarse  para  la 
obtención  de  copias  de  seguridad  de 
soportes  de  archivo  de 
acceso  directo. 


Sistema  de  control  para  discos 
magnéticos  tipo  di&kpack. 


Los  discos  rígidos  forman  parte  de 
tos  soportes  magnéticos  de 
información  más  difundidos  y 
utillzadosr  En  la  foto  aparece  una 
unidad  de  disco  rígido  de  tecnología 
Winchester. 


I  Para  saber  más 


•  Características  funcionafes  de  las  cintas 
magnéticas 

-  Velocidad  de  lectura:  hasta  700.000 
caracteres  por  segundo.  La  velocidad  en  sí 
misma  es  suficientemente  elevada,  pero  el 
acceso  secuencia!  a  la  información  supone  yn 
tiempo  de  lectura  y  escritura  netamente 
superior. 

-  Posibilidad  de  lectura  directa:  No.  Resulta 
imposible  leer  la  información  almacenada  sin 
utilizar  una  unidad  de  cinta  y  un  progranre  de 
escritura  de  su  contenido. 

-  Posibilidad  de  reutilización:  Sí.  La  misma  cfita 
magnética  puede  ser  utilizada  para  almacenar 
una  nueva  información  sin  más  qye  escrtiir 
«encima»  de  la  información  anteriofmentfi 
grabada. 

-  Volumen:  El  tamaño  del  soporte  es  miy 
pequeño  comparado  con  la  capacidad  de 
información  ofrecida. 

-  Coste  por  unidad  de  información;  Muy  bapo. 

•  Oaracterísticas  funcionales  de  Jos  d^cos 
níiagnétioQs 

-  Velocidad  de  lectura:  ^  supeáaf  a  la  de  ta 
cinta  magnética.  La  prindf^  vemapa  da  este 
tipo  de  soportes  es  la  posflAlid  de  acceso 
directo  a  la  información. 

-  Posibilidad  de  lectura  drecta:  No. 

-  Posibilidad  de  reutilízacion:  SL 

-  Volumen:  Superior  en  valor  af^ok/to  al  de  la 
cinta  magnética^  pero  menor  ^  se  tiene  en 
cuenta  la  cantidad  de  (nfonr^oón  que  puede 
llegar  a  almacenar. 

-  Coste  por  unidad  zr  -'r—^^ófi:  Elevado, 
tanto  del  disco  mag-e: ::  :amo  de  la  unidad 
necesaria  para  su  tratamiemo. 


93 


La  información  se  graba  en  pistas  con- 
céntricas  y  el  acceso  a  la  misma  es  de 
tipo  directo  o  aleatorio  (no  secuencial). 

Como  quiera  que  varios  archivos,  con 
informaciones  distintas,  pueden  estar  al- 
macenados en  un  mismo  disco,  se  crea 
siempre  un  directorio  con  los  archivos 
residentes  en  el  disco.  En  el  directorio  fi- 
guran datos  tales  como  el  nombre  de  los 
archivos,  la  posición  del  disco  en  la  que 
se  encuentra  cada  uno,  la  fecha  en  que 
fueron  creados  o  actualizados  por  última 
vez.  las  características  de  la  información 
que  contienen,  etc. 

Cuando  un  programa  requiere  ía  inter- 
vención de  un  archivo  concreto,  se  rea- 


liza primero  una  búsqueda  en  el  directo- 
río  y  tras  ello  se  accede  directamente  a 
la  posición  del  disco  en  la  que  se  en- 
cuentra el  archivo  buscado. 


Tipos  de  discos  magnéticos 

Cabe  distinguir  varios  tipos  de  díscos 
magnéticos;  los  principales  son  los  que 
se  relacionan  a  continuación: 

•  Disco  magnético  e/ementai 

Este  tipo  se  compone  de  un  soporte 


como  eí  descrito  anteriormente,  prote- 
gido mediante  una  carcasa  que  ío  recLf- 
bre.  Su  presencia  es  exclusiva  junto  2 
miniordenadores  evolucionados  y  grar^ 
des  ordenadores. 

•  Discpack 

Es  un  dispositivo  de  acceso  directo 
que  dispone  de  varios  discos  circulares 
revestidos  por  ambas  superficies  con 
una  capa  de  materia!  magnetizable.  Cada 
superficie  tiene  un  determinado  número 
de  pistas.  La  lectura  o  escritura  se  realn 
za  mediante  unas  cabezas  situadas  en- 
tre cada  par  de  discos- 


94 


Se  utiliza  principalmente  con  ordena- 
dores y  miniordenadores. 

•  Dfsguete 

Los  discos  flexibles  son  los  sopones 
de  mennoria  masiva  más  extendidos  en 
el  mundo  de  los  micro  y  míniorb^inado- 
res.  Los  tamaños  estándar  son  actual- 
mente 5  y  1  /4  pulgadas  y  3,5  pulgadas 
{diámetro  del  disco);  si  bien,  también  los 
hay  de  8"  y  3".  Sus  características  de 
acceso  directo,  relativa  velocidad  de  lec- 
tura y  escritura,  economía  y  capacidad, 
son  motivos  que  han  potenciado  su  gran 
difusión. 

•  Disco  rígido 

Las  necesidades  de  almacenar  gran- 
des volúmenes  de  información  en  un  es- 
pacio mínimo,  con  una  relativa  economía 
y  alta  velocidad  de  acceso  a  la  informa- 
ción, han  venido  a  resolverlas,  en  el 
terreno  de  los  mini  y  microordenadores, 
ios  discos  rígidos  de  tecnología  Win- 
chester. Estos  soportes,  no  extra  íbies 
de  la  unidad  que  ios  gestiona,  proveen 
capacidades  entre  los  10  y  100  Mbytes 
en  un  espacio  no  superior  al  ocupado 
por  una  unidad  de  disco  flexible. 


El  futuro  de  las  cintas 
magnéticas 

Es  de  suponer  que  este  tipo  de  sopor- 
tes de  memoria  tendrá  una  evolución  re- 
lativamente pequeña  en  los  próximos 
años.  Si  comparamos  las  cintas  magné- 
ticas que  se  utilizan  en  la  actualidad  con 
[as  que  se  utilizaban  hace  diez  o  doce 
años,  veremos  que  no  existen  diferen- 
cias fundamentales,  y  cabe  imaginar  que 
ese  estacionamiento  continuará. 

Aunque  la  «filosofía»  de  las  cintas  no 
sufrirá  modificaciones  apreciables,  sí 
son  de  esperar  mejores  técnicas,  tanto 
en  la  propia  cinta  como  en  los  periféri- 
cos utilizados  para  procesadas;  segura- 
mente disminuirá  el  tamaño  físico  de  la 
cinta  y  aumentará  la  capacidad  de  alma- 
cenamiento. También  se  reducirá  el  nú- 
mero de  operaciones  manuales  necesa- 
rias para  su  tratamiento,  con  lo  que  se 
facilitará  et  trabajo  de  los  operadores  de 
los  centros  de  cálculo. 


I 


Los  discos  magnéticos  para  grandes  oquipos  suelen  agruparse  en 
conjuntos  denominados  «diskpacki>.  Las  operaciones  de  foctura  y 
escritura  se  efectúan  por  medio  de  las  adecuadas  cabezas  que  se 
introducen  en  el  espacio  entre  discos 


MEMORIA 
DE 
MASA 


MEMORIA 
SECUNDARIA 


En  un  ordenador  se  pueden  distinguir  dos  tipos  de  memorias  ía  principal,  ubicada 
en  la  CPU,  y  la  de  masa  que  se  utiliza  para  el  almacenamiento  masivo  de  datos 
Esta  última  se  puede  subdividir  en  mennoria  secundaria  y  terciaria,  según  las 
características  del  soporte  utilizado. 


95 


En  ei  caso  de  fas  unidades  de  disco  magnético, 
un  motor  sitúa  ia  cabeza  de  ¡ectura/escritura 
sobre  fas  pistas  del  disco,  ei  cual  está 
sometido  a  una  velocidad  de  rotación  elevada. 


Cabera  Winchester  introducida  por  IBM  en  1973. 
Este  dispositivo  se  lia  generalizado 
tanto  que  ha  dado  su  nombre  a  toda 
una  familia  de  discos  magnéticos. 


POLAJÍIZACION 


En  ías  memorias  ópticas  de  disco  se  wscribe»  mediante  un 

láser,  el  cual  crea  agujeros  quemando 

el  revestimiento  de  un  disco  en  rotación.  La  lectura 

se  realiza  con  un  láser  de  menor  intensidad. 


Las  memorias  ópticas 

Las  técnicas  de  almacenamiento  de  in- 
formación en  memorias  de  masa  de  na- 
turaleza magnética  han  avanzado  espec- 
tacularmente en  fos  últimos  años.  En  s 
futuro  este  avance  se  verá  multiplicatio 
al  surgir  las  denominadas  memorias  óp- 
ticas. Estas  memorias  se  basan  en  la  ut- 
lizacíón  de  un  láser,  tanto  para  almace- 
nar como  para  recuperar  la  informaciÓP- 

Los  sistemas  ópticos  se  asemejan  et* 
muchos  aspectos  a  los  magnéticos.  En 
ambos  casos  se  utilizan  discos  y  se  em- 
plea una  cabeza  para  «escribir»  o  aleen 
en  la  superficie  de  almacenamiento.  S 
bien,  en  el  caso  de  los  discos  magné^ 
coSh  la  cabeza  es  un  mecanismo  electro- 
magnético similar  al  cabezal  de  un  plato 
para  discos  musicales,  mientras  que  er 
los  discos  ópticos  es  un  láser  con  su  óp- 
tica asociada. 

También,  en  ambos  casos,  es  necesa- 
rio utilizar  mecanismos  que  sitúen  la  ca- 
beza en  la  posición  del  disco  donde  se 
desea  realizar  la  operación. 

Es  probable  que  ios  sistemas  de  ord^ 
nadores  futuros  contengan  simultánea- 
mente  memorias  de  discos  magnéticos 
y  memorias  de  disco  óptico. 

A  pesar  de  los  muchos  avances  reali- 
zados, es  inevitable  en  las  memorias 
magnéticas  que  la  energía  que  servirá 
para  la  lectura  esté  contenida  en  el  pro- 
pio medio;  es  decir.  Ja  intensidad  de  la 
señal  de  lectura  depende  de  la  intensi- 
dad de  la  magnetización  en  el  disco.  En 
cambio,  en  las  memorias  ópticas,  el  mis- 
mo haz  de  la  radiación  proporciona  toda 
la  energía,  actuando  los  datos  almace- 
nados tan  sólo  como  «puertas»  para  el 
haz.  Con  esta  característica  aumenta  la 
Habilidad  deJ  medio,  ya  que  la  probabili- 
dad de  que  el  disco  se  estropee  física- 
mente disminuye  en  gran  medida. 


Funcionamiento  de  las  memorias 
ópticas 

La  forma  más  simple  de  funcionamien- 
to de  una  memoria  a  la  que  se  accede 
mediante  un  haz  de  rayos,  es  realizando 
pequeños  aguje  ritos  en  el  revestim  iento 
dei  disco  por  efecto  de  la  quemadura 
producida  por  el  láser.  Este  es  el  méto- 


do  utilizado  habitualmente  para  escribir 
información  en  los  discos  ópticos. 

El  sistenna  empleado  para  leer  la  infor- 
nnación  previamente  escrita  se  funda- 
menta en  que  ei  revestimiento  del  disco 
consiste  en  una  lámina  metálica  sobre 
un  sustrato  transparente;  al  utilizar  un  lá- 
ser de  menor  potencia,  cada  agujero 
transmitirá  luz  que  servirá  para  la  lectura 
de  los  datos. 

Para  un  láser  cuya  energía  quede  en  la 
región  del  rojo  del  espectro  electromag- 
nético; se  puede  conseguir  que  el  diá- 
metro de  los  agujeros  sea  aproximada- 
mente de  una  miera.  Por  lo  tanto,  en  un 
disco  de  35  centímetros  de  diámetro  se 
pueden  producir  casi  diez  mil  millones 
de  agujeros. 

Esta  técnica  de  funcionamiento  ase- 
gura además  que  la  Información  graba- 
da en  un  disco  óptico  sea  prácticamen- 
te imborrable. 


Esta  última  característica  puede  ser 
positiva  o  negativa  según  el  tipo  de  apli- 
cación para  la  que  se  utilicen  los  discos 
ópticos.  Por  un  lado,  garantiza  que  la  in- 
formación no  se  borrará  accidentalmen- 
te, pero  por  otro  imposibilita  la  reutiliza- 
ción del  disco  para  contener  otra  infor- 
mación distinta  a  la  grabada  inicial- 
mente. 

Hoy  día  ef  problema  está  resuelto  y  los 
primeros  discos  ópticos  de  lectura/es- 
critura están  ya  en  el  mercado,  dispues- 
tos a  operar  incluso  asociados  a  orde- 
nadores personales  compatibles  con  la 
línea  IBM-PC. 

Otros  componentes  ópticos 
en  el  ordenador  del  futuro 

En  el  laboratorio  de  la  Universidad  de 
Meriatwatt  se  desarrollaron  hace  ya  al- 


gunos años  experimentos  dirigidos  al  át- 
seño  de  un  computador  óptico  cuyo  ele- 
mento fundamental  debía  ser  el  transis- 
tor óptico.  Aún  quedan  muchas  dificul- 
tades por  vencer  antes  de  que  funcione 
un  ordenador  óptico,  pero  ya  se  han 
puesto  de  manifiesto  muchos  de  los  ele- 
mentos necesarios  para  fabricar  un  cir- 
cuito óptico  integrado. 

El  sistema  algebraico  binario  utilizado 
por  los  ordenadores  obliga  a  que  el  com- 
ponente fundamental  sea  un  interruptor 
con  dos  salidas  fácilmente  difererK^ia- 
bles:  una  para  el  cero  y  otra  para  el  uno. 
A  dicho  interruptor  se  le  exige  que  sea 
rápido  en  la  conmutación  de  un  estado 
a  otro,  que  sea  pequeño,  de  fácil  falxi- 
cación  y  que  requiera  la  mínima  po- 
tencia. 

El  primer  conmutador  electrónico  ^jb 
el  tubo  de  vacío;  su  funcionamienis 
neraba  mucho  calor,  lo  que  haría  oue  sb 


Micfofotograffa  eiectróníca  que  muestra  fos  agujeros 
realizados  por  un  láser  sobre  una  delicada 
película  de  metal  La  distancia 
entre  ios  agujeros  es  de  Í.Siim. 


I  Para  saber  más 


¿Son  las  cintas  magnéticas  un  soporte  de 
memoria  de  masa  absoluto? 

En  absoluto.  Su  misión  @s  fundamenta!  en 
cualquier  centro  de  cálculo,  ya  que  representan 
un  soporte  barato  y  con  alta  capacidad  de 
almacenamiento. 

¿Se  espera  alguna  mejora  en  las  cintas 
magnéticas  en  un  futuro  próximo? 


vida  fuera  reducida.  En  1947  surgió  el 
transistor  que  era  más  rápido  y  eficaz,  y 
estaba  formado  por  tres  placas  parale- 
las de  material  semiconductor. 

La  idea  de  la  construcción  de  un  <(tran- 
sistor»  óptico  está  basada  en  el  interfe- 
rómetro  de  Fabry-Perot. 

El  dispositivo  consta  de  dos  espejos 
planos  colocados  en  paralelo,  con  un 
material  transparente  situado  entre  aníi- 
bos.  Al  espacio  intermedio  se  le  llama 
cavidad.  Cada  espejo  refleja  parte  de  la 
luz  que  incide  sobre  su  superficie,  y 
transmite  el  resto.  Cuando  un  haz  incide 
sobre  el  espejo  frontal  parte  de  la  luz  se 
refleja  y  parte  pasa  al  interior  de  la  cavi- 
dad; el  haz  transmitido  hacia  delante 


dentro  de  la  cavidad  llega  al  espejo  tra- 
sero, donde  parte  de  la  luz  abandona  el 
dispositivo,  y  parte,  se  refleja  formando 
un  haz  hacia  atrás. 

En  un  interruptor  óptico,  el  material 
colocado  dentro  de  la  cavidad  posee 
propiedades  que  permiten  que  la  inten- 
sidad del  haz  incidente  controle  la  trans- 
misión. 

Evidentemente  habrá  que  vencer  for- 
midables díficuEtades  para  completar  el 
diseño  y  construcción  de  un  interruptor 
óptico;  no  obstante  constituye  un  pro- 
yecto realista  que  puede  hacer  nacer  un 
nuevo  tipo  de  ordenadores:  los  ordena- 
dores ópticos. 


Como  todos  los  componentes  informáticos,  las 
cintas  magnéticas  recibirán  los  beneficios  de  los 
avances  tecnológicos.  No  obstante,  los  cambios 
no  serán  espectaculares. 

¿,..  y  los  dtscos  magnéticos? 

Las  memorias  de  masa  basadas  en  discos 
magr^éticos  es  de  suponer  que  sigan 
progresando  tanto  en  capacidad  de 
almacenamiento  como  en  velocidad  de 
búsqueda,  y  por  consiguiente,  en  precio  por 
unidad  de  información.  Pero  la  auténtica 
revolución  puede  ser  la  aparición  de  otros  tipos 
de  discos  no  magnéticos. 

¿Qué  es  un  disco  óptico? 

Es  un  dispositivo  para  el  almacenamiento  de 
información. 

Tanto  la  lectura  como  la  escritura  se  basan  en  la 
emisión  de  un  íiaz  láser.  En  el  primer  caso 
produce  la  lectura  haciendo  incidir  el  haz  en  una 
lámina  metálica  situada  sobre  un  sustrato 
transparente.  La  escritura  se  realiza  aumentando 
la  Intensidad  del  haz  de  forma  que  realicen 
pequeños  agujeros  en  la  lámina  metálica. 


■  El  interferómetro  do  Fabry-Perot  constituya 
H  el  fundamento  pará  ef  interruptor  óptico 
H   diseñado  en  ¡a  Universidad  de  Meriatwatt 


B   Las  antas  magnéticas  pueden  llegar  a  almacenar  grandes  volúmenes  de 

información.  Al  ser  intercambiables  y  removibies  se  emplean  con  asiduidad  en 
^  centros  de  proceso  que  manejan  ingentes  cantidades  de  datos, 


98 


Ijos  periféricos 
de  la  microinfoimática 

doméstica 


1  microordenador 
doméstico  es,  sin 
lugar  a  dudas,  uno 
de  los  máximos 
responsables  del 
vertiginoso  auge  de  la  informática  en  los 
últimos  años.  Su  entrada  en  el  hogar  ha 
extendido  al  gran  público  el  Conocimien- 
to y  la  familiaridad  con  estas  máquinas. 
De  paso,  y  en  razón  a  la  importancia  que 
reviste  el  condicionante  económico  en 
esta  categoría  de  ordenadores,  han  sur- 
gido para  ellos  nuevos  dispositivos  pe- 
riféricos, en  muchos  casos  extraídos  del 
propio  entorno  doméstico,  como  es  el 
magnetófono  a  casetes  y  el  receptor  de 
TV.  En  otros  casos,  no  obstante,  han 
sido  los  periféricos  habituales  en  los 
segmentos  superiores  los  que  han  des- 
cendido al  rango  de  la  economía  para 
permitir  al  ordenador  doméstico  afron- 
tar aplicaciones  de  relativa  complejidad 
y  potencia. 


Periféricos  de  entrada  o  salida 


Son  nuchos  y  muy  distintos  los  dispo- 
sitivos que  forman  parte  de  la  gran  fa- 
milia de  periféricos  para  microordenado- 
res. Sin  lugar  a  dudas,  los  dos  más  in- 
mediatos e  imprescindibles  son  la  pan- 
talla y  el  teclado.  Entre  ambos  constitu- 
yen el  «puesto  de  trabajo»  más  elemen- 
tal posible. 

Cualquier  nanoordenador  u  ordenador 
doméstico  lleva  incorporado  el  teclado 
solidario  a  la  propia  caja  en  la  que  reside 
la  unidad  central  y,  por  supuesto,  todos 
ellos  disponen  de  una  toma  para  su  co- 
nexión a  un  receptor  de  TV  doméstico 
o  á  un  monitor  de  vídeo. 

La  primera  alternativa  es  la  más  habi- 
tual y  económica.  Nada  más  frecuente 
para  cualquier  usuario  que  poseer  un 
televisor  doméstico.  Este  puede  pasar  a 
convertirse  en  la  pantalla  de  visualiza- 
ción  de  su  equipo,  ahorrando  el  desem- 
bolso que  supone  la  adquisición  de  un 
monitor  específico. 

En  muchos  casos,  el  microordenador 
suele  contemplar  ambas  posibilidades. 
En  tal  caso,  incluye,  además,  una  salida 


conectable  a  un  monitor  de  vídeo  (sali- 
da RGB),  con  el  cual  logrará  una  mayor 
calidad  de  imagen. 

Tras  el  teclado  y  la  pantalla  -periféri- 
cos básicos  de  entrada  y  salida,  respec- 
tivamente-, cabe  citar  al  segundo  peri- 
férico de  salida  en  orden  de  importancia: 
la  impresora.  Su  cometido  es  plasmar  en 
el  papel  la  información  manipulada  por  el 
ordenador,  ya  sea  para  obtener  listados 
impresos  de  fos  programas  confeccio- 
nados por  el  usuario,  o  para  reflejar  los 
resultados  de  su  ejecución. 

Existen  muy  diversos  tipos  y  modelos 
de  impresoras,  cuya  distinción  básica 
reside  en  su  mecanismo  de  impresión. 

El  nivel  inferior  está  ocupado  por  las 
impresoras  térmicas,  de  mayor  o  menor 
tamaño,  que  escriben  mediante  un  pro- 
ceso químico  sobre  un  papel  metalizado 
especial. 

Un  segundo  grupo  lo  constituyen  las 
impresoras  de  matriz  de  puntos  o  matriz 
de  agujas.  Las  agujas  son  activables  in- 
dependientemente, de  modo  que  selec- 
cionando las  adecuadas  y  haciendo  per- 
cutir éstas  sobre  una  cinta  semejante  a 
la  utilizada  por  la  máquina  de  escribir,  se 
imprimirán  los  caracteres  deseados  so- 


Accesorios  para  el 
ordenador  en  casa 


bre  el  papeL  Todo  ello,  por  supuesto,  se 
realiza  a  gran  velocidad. 

Con  un  funcionamiento  parecido  a  es* 
tas  últimas,  nos  encontramos  a  las  im- 
presoras de  «chorro  de  tinta».  La  dife- 
rencia radica  en  que  lanzan  un  chorro  de 
tinta  sobre  el  punto  que  se  desea  impri- 
mir, en  lugar  de  hacer  percutir  un  pun- 
zón. Superior  calidad  de  impresión  pue- 
de conseguirse  con  las  impresoras  de 
margarita.  En  este  caso,  eí  mecanismo 
de  impresión  se  basa  en  una  rueda  alre- 
dedor de  la  que  se  han  dispuesto  uns  se- 
rie de  láminas  con  los  caracteres  que  se 
pueden  imprimir.  Haciendo  girar  la  mar* 
garita  se  selecciona  el  carácter  a  escri- 
bir; a  continuación,  sólo  hay  que  hacer 
percutir  un  martillo  sobre  la  lámina  que 
contiene  el  carácter  para  lograr  su  im- 
presión. 

Existen  otros  muchos  tipos  de  impre- 
soras, pero  éstas  son  las  más  amplia- 
mente utilizadas  en  el  campo  de  Jos 
microordenadores. 

En  íntima  relación  con  las  impresora, 
se  encuentran  algunas  máquinas  de  es- 
cribir electrónicas.  En  el  mercado  exis- 
ten algunos  modelos  asociables  a  un  or- 
denador y  capaces  de  suplantar  a  una 


I 


La  configuración  básica  del  microordenador  ZX-SPECTRUM  del  fabricante 
ingiés  SINCLAIR  consta  de  una  carcasa  que  contiene  ¡a  CPU 
y  eí  periférico  elemental  de  entrada  (eí  teclado).  Esta  sencillez 
compartida  por  muchos  ordenadores  similares,  es  lo  que  hace 
que  sus  precios  resulten  muy  baratos. 


impresora  convencional.  Por  otra  parte, 
también  es  posible  obtener  listados  me- 
diante algunos  plotters.  En  todo  caso, 
ésta  no  es  la  aplicación  original  para  la 
que  está  concebido  un  plotter,  sino  que 
su  especialidad  es  la  de  confeccionar 
gráficos  en  uno  o  varios  colores. 


Unidades  de  almacenamiento 

Desde  luego,  la  impresora  constituye 
un  método  rudimentario  para  almacenar 
programas.  Tan  rudimentario  como  pe- 
noso e  Ineficaz,  puesto  que  teclear  de 
nuevo  un  programa  cada  vez  que  el 
usuario  desee  ejecutarlo,  es  una  tarea  lo 
suficientemente  ingrata  como  para  igno- 


rarla. Es  obvio  que  el  método  correcto 
es  introducir  el  programa  una  sola  vez  y, 
acto  seguido,  almacenarlo  en  algún  dis- 
positivo de  memoria  que  permita  su 
posterior  recuperación  automática. 

Para  almacenar  programas,  datos  y, 
en  general,  la  información  puesta  enjue- 
go en  el  ordenador,  existen  periféricos 
especializados:  las  unidades  de  almace- 
namiento masivo.  Entre  ellas  cabe  des- 
tacar, por  su  enorme  difusión  en  este 
ámbito,  a  las  unidades  de  cásete.  La 
cinta  a  cásete  consituye  un  soporte 
de  memoria  de  muy  bajo  coste.  Ta!  eco- 
nomía la  acentúa  el  hecho  de  que,  en 
muchos  casos,  es  posible  utilizar  un 
magnetófono  para  casetes  de  audio 
como  unidad  de  almacenamiento. 

Un  grabador/reproductor  de  case- 
tes,  ya  sea  específico  o  convencional, 
presenta  una  serie  de  problemas  que  lo 


alejan  de  constituir  una  memoria  de 
masa  idónea.  Los  principales  derivan  de 
la  lentitud  de  su  funcionamiento  y  de  su 
naturaleza  secuencial. 

Dentro  del  campo  de  los  ordenadores 
personales  existe  otra  unidad  de  alma- 
cenamiento muy  utilizada,  especialmen- 
te por  aquellos  que  desean  extraer  ur 
mayor  partido  al  pequeño  ordenador  do- 
méstico. Estas  son  fas  unidades  de  dis- 
co, en  sus  múltiples  variantes  en  cuanto 
a  capacidad  y  tamaño  de  disco,  etc. 

Las  unidades  de  disco  se  distinguen 
por  una  mayor  velocidad  de  lectura  y  es- 
critura respecto  al  cásete,  y  por  per- 
mitir un  acceso  directo  (aleatorio)  a  la  in- 
formación. El  soporte  donde  se  almace- 
na la  información  es  un  disco  flexible  de 
5  y  1  /4,  3  y  1  /2  ó  3  pulgadas.  Los  dis- 
cos admiten  una  mayor  o  menor  canti- 
dad de  información  según  su  tamaño. 


■ Uno  de  ios  ordenadores  domésticos  de 
mayor  difusión  es  el  Commodore  64. 


100 


según  que  la  grabación  se  realice  en  sim- 
ple o  doble  densidad,  o  en  función  de 
que  se  utilice  una  sola  o  ambas  caras  del 
mismo. 

En  el  estudio  de  las  unidadesrde  alma- 
cenamiento externo  cabe  señalar  ciertas 
características.  En  primer  lugar  es  ,jreci- 
so  distinguir  entre  el  soporte  y  la  propia 
unidad  de  almacenamiento.  Esta  distin- 
ción es  la  misma  que  existe  entre  carre- 
te y  cámara  fotográfica,  o  LP  y  tocadis- 
cos. Dentro  de  los  diferentes  sistemas 
de  almacenamiento  hay  que  evaluar  cua- 
tro características  fundamentales:  su  ca- 
pacidad, velocidad,  organización  y  pre- 
cio. 


de  velocidad.  Un  simpfe  cálculo  permite 
llegar  a  las  siguientes  conclusiones: 

60  min.=60  *  60  seg.-3.600  seg. 

Capacidad  =  vei.  *  durac.  =  (1 .000 
bís/seg)  *  3.600  seg. -3.600.000 
bits-3. 600.000/8  bytes  =  450.000 
bytes=440  Kbyies. 

Esta  sería  la  capacidad  total  de  la  cin- 
ta. En  ia  práctica,  ésta  se  ve  restringida 
por  la  necesidad  de  almacenar  los  nom- 
bres y  longitudes  de  los  programas,  y 
por  los  espacios  en  blanco  desaprove- 
chados.  En  una  aproximación,  la  capaci- 
dad real  de  la  cinta,  con  fas  característi- 
cas expuestas,  quedaría  en  los  200-300 
Kbytes, 


vase  de  información  biene  determinada 
por  los  baudios  a  los  que  trabaja  el  in- 
terface.  Un  cálculo  similar  al  anterior 
proporcionaría  el  tiempo  necesario  para 
cargar  un  programa  de  64  K  a  una  velo- 
cidad de  1.000  baudios. 

64  Kbytes  =  64  *  1.024  bytes  = 
=  65.536  bytes=65.536  *  8  bit5  = 
=524,288  bits. 

Tiempo  =  fong./veL  =  524.288 
bits/1.000  baudios=525  sb^.= 8  mín. 
45  seg. 

Si  a  esto  sumamos  la  cabecera  y  otras 
pérdidas  de  espacio  en  la  cinta,  el  tiem- 
po invertido  en  dicha  operación  se  traris- 
forma  en  10  ó  15  minutos. 


Cinta:  la  alternativa  económica 

El  sistema  de  almacenamiento  más  in- 
mediato y  económico  es  el  cásete. 
Prácticamente,  la  totalidad  de  los  orde- 
nadores domésticos  contemplan  la  po- 
sibilidad de  conectar  un  grabador/repro- 
ductor de  casetes.  La  ventaja  primor- 
dial de  este  medio  es  su  bajo  coste. 

El  soporte  es,  en  este  caso,  la  cono- 
cida cinta  magnética  en  cásete.  Cual- 
quier cinta  de  audío  puede  ser  utilizada 
para  almacenar  datos  o  programas.  La 
unidad  grabadora/reproductora  será, 
por  io  tanto,  un  magnetófono  a  case- 
te.  En  muchos  casos,  la  unidad  emplea- 
da puede  coincidir  con  un  simple  y  con- 
vencional magnetófono  de  audio. 


•  Velocidad 

Esta  segunda  característica  está  ínti- 
mamente relacionada  con  lo  menciona- 
do anteriormente-.  La  velocidad  de  tras- 


•  Organización 

La  propia  naturaleza  de  la  cinta  confie* 
re  a  su  organización  un  carácter  secuen- 
ciaL  Para  acceder  a  un  punto  específico 


Para  comúnzar  a  trabajar  con 
un  ordenador  como  el  de  ia 
figura  anterior  se  requiere  la 
utilización  de  un  televisor 
convencional,  a  través 
del  que  el  ordenador 
entregará  al  usuario 
la  información  que 
éste  le  solicite. 


Ei  cásete  es  un  periférico  para 
el  almacenamiento  secuencia} 
de  información.  El  SPECTRUM 
dispone  de  dos  canales  (uno 
para  la  entrada  y  otro  para  la 
salida  de  información)  a  los 
que  se  puede  acoplar  un 
magnetófono  a  casetes 
convencional. 


#  Capacidad 

La  capacidad  de  almacenamiento  de 
los  casetes  queda  limitada  por  dos 
factores:  duración  de  la  cinta  (C-60, 
C-90  ...)  y  velocidad  de  transferencia  de 
datos.  En  el  primer  caso,  resulta  obvio 
que  una  cinta  de  mayor  duración  admite 
más  información.  De  todas  formas,  es 
recomendable  un  formato  pequeño  para 
un  acceso  más  rápido  a  los  programas. 

Conociendo  la  duración  de  la  cinta  y  la 
velocidad  de  transmisión,  se  puede 
efectuar  un  cálculo  aproximado  de  la  ca- 
pacidad total  del  soporte.  Tomemos  una 
C-60  (sesenta  minutos)  y  1 .000  baudios 


I 


INTERFACE 


La  configuración  básica  de  un  microordenador  doméstico  o  personal  se  puede 
completar  mediante  la  adquisición  de  una  impresora.  Para  conectarla  a  la  unidad 
central  es  necesario  utilizar  el  interface  correspondiente. 


101 


es  necesario  recorrer  todo  el.  espacio 
precedente.  Esta  característica  incre- 
menta el  tiempo  efectivo  de  acceso  a  la 
información,  puesto  que  antes  de  trans- 
mitirla se  ha  de  situar  el  cabezal  en  el  iu- 
gar  adecuado.  Este  problema  puede  ate- 
nuarse, en  gran  manera,  utilizando  cin- 
tas de  corta  duración. 

•  Precio 

Las  cintas  de  audio  vírgenes,  de  cali- 
dad media,  se  pueden  adquirir  a  precios 
que  oscilan  entre  las  100  y  las  500  pe- 
setas, dependiendo  de  su  duración  y  de 
la  marca  que  las  avale.  También  es  po- 


sible obtener  cintas  con  programas  co- 
merciales ya  grabados.  Estas  últimas  se 
mantienen  entre  las  800  ó  1.000  pese- 
tas (juegos)  y  las  10.000  pesetas  (apli- 
caciones profesionales). 

En  cuanto  a  la  unidad  reproductora, 
cabe  considerar  dos  casos:  aquellos 
aparatos  que  admiten  magnetófonos  es- 
tándar de  audio  y  los  que  obligan  al  uso 
de  unidades  específicas.  En  los  primeros 
la  unidad  no  exige  un  gasto  adicional  si 
usted  dispone  de  un  grabador/repro- 
ductor de  audio.  En  caso  de  no  poseer- 
lo, puede  adquirirlo  en  cualquier  tienda 
de  electrodomésticos  por  menos  de 
10.000  pesetas.  Si  su  ordenador  no  ad- 


mite la  conexión  de  una  cásete  están- 
dar, seguramente  el  propio  fabricante 
ofrezca  su  unidad  específica.  Si  es  así. 
ésta  se  situará  entre  las  7.000  y  15,000 
pesetas. 


Disco:  rapidez  y  organización 

Cuando  las  prestaciones  de  la  unidad 
de  cásete  se  quedan  cortas  uno  pien- 
sa en  el  disco.  El  disco  viene  a  ser  la  al- 
ternativa «profesional»  para  el  alma  ce- 


impresora  de  matriz  de  puritos  destinada  a  operar 
con  equipos  de  tipo  doméstico  o  personaL 


102 


namiento  externo.  Prueba  de  ello  es  que 
los  micros  grandes  (profesionales,  de 
gestión,  etc.)  prescinden  del  cásete  y 
van  directamente  encaminados  al  disco, 
AI  contrario  de  !o  que  ocurre  con  el  case- 
te,  el  disco  no  está  estandarizado,  ni 
en  soporte  ni  en  unidad.  Al  ser  éste  un 
elemento  específicamente  informático 
sólo  puede  ser  adquirido  en  establecí- 
mientos  especializados.  Asimismo,  su 
funcionamiento  no  resulta  tan  Inmediato 
como  el  del  anterior  sistema.  Por  con- 
tra, el  disco  ofrece  una  mayor  flexibili- 
dad y  potencia  de  cara  al  tratamiento  de 
la  información.  Una  de  las  bazas  funda- 
mentales de  este  sistema  es  la  organi- 
zación y  rápido  acceso  a  los  bloques  de 
información  en  él  contenidos. 

Como  quiera  que  el  soporte  no  está 
estandarizado,  se  pueden  encontrar  dis- 
tintos formatos  de  disco.  Los  «floppys», 
dísquetes,  o  discos  flexibles,  se  compo- 
nen, fundamentalmente,  de  una  superfi- 
cie plástica  recubierta  de  material  mag- 
nético, todo  ello  envuelto  en  una  funda 
protectora  de  cartón.  Así  pues,  hay  dos 
factores  que  intervienen  en  el  formato 
del  disco:  el  tamaño  de  la  base  plástica 
y  el  tipo  de  depósito  magnético. 

En  primera  instancia,  los  discos  se  di- 
viden en  razón  a  su  tamaño.  Esta  clasi- 
ficación deja  ver,  en  el  campo  de  ios  mi- 
cros, los  siguientes  tipos  fundamenta- 
les: 

5  y  1/4" 
3v  1/2",  y 
3" 

Esta  medida  (en  pulgadas)  se  refiere  al 
diámetro  de  la  superficie  circular.  Hasta 
hace  muy  poco  tiempo  seguían  aún  en 
vigencia  los  discos  flexibles  de  8  pulga- 
das,  si  bien,  hoy  en  día,  su  presencia  es 
casi  anecdótica. 

La  segunda  división  hace  referencia  a 
ía  calidad  y  cantidad  del  material  magné- 
tico depositado  en  la  superficie  útil  para 
el  almacenamiento.  La  base  puede  esta 
recubterta  por  una  o  ambas  caras,  dan- 
do lugar  a  discos  de  «simplej*  o  de  «do- 
ble cara». 

La  calidad  del  recubrimiento  puede 
permitir  una  mayor  o  menor  densidad  de 
información.  En  este  caso  aparecen  los 
discos  de  «simple»  o  <(düble  densidad». 
Estas  dos  características  pueden  mez- 


I 


Los  modestos  microordenadores  domésticos  están 
abiertos  a  una  dilatada  variedad  de  aplicaciones: 
incluso  a  la  programaoión  de  aplicaciones 
por  parte  del  propio  usuario. 


ciarse  para  obtener  cuatro  tipos  de  com- 
binaciones: 

Simple  cara,  simple  densidad. 
Dobíe  cara,  simple  densidad. 
Simple  cara,  doble  densidad. 
Doble  cara,  doble  densidad. 

Es  evidente  que  cuando  una  de  las  ca- 
racterísticas (cara  o  densidad)  es  «do- 
ble», el  disco  admite  el  doble  de  infor- 
mación que  cuando  es  «simple».  Estas 
cuatro  combinaciones  son  aplicables, 
hoy  por  hoy,  únicamente  al  formato  de 
5  y  1/4  pulgadas.  Los  discos  de  3  y 
1/2"  sólo  se  comercializan  en  modelos 
de  simple  densidad,  para  simple  o  doble 
cara;  mientras  que  los  de  3"  suelen  uti- 
lizar ambas  caras,  pero  sin  opción  de  do- 
ble densidad. 

•  Capacidad 

Los  distintos  tipos  de  discos  admiten 
distintas  capacidades  de  almacenamien- 
to. Así,  los  de  5  y  1  /4  pulgadas  pueden 
almacenar  desde  poco  más  de  cien 
Kbytes,  hasta  rebasar  el  Mbyte  (1 
Mbyte  =  1 .000  Kbytes);  dependiendo  de 
caras  y  densidades  en  uso.  Pero  la  ca- 
pacidad total  no  es  siempre  aprovecha- 
ble. Diversos  modelos  de  unidades  (dri- 
vers)  sacan  distintos  rendimientos  a  los 
discos.  Además,  hay  que  tener  en  cuen- 
ta que  el  propio  ordenador  se  reserva 
parte  de!  disco  para  organizar  la  informa- 
ción contenida  en  él  De  esta  forma,  se 
habla  de  la  capacidad  totaf  y  de  la  capa- 
cidad una  vez  formateado. 


A  diferencia  con  las  cintas,  los  discos 
no  son  directamente  utiliza  bles  en  su  es- 
tado «virgen».  Previamente  han  de  so- 
meterse a  un  proceso  en  el  cual  el  orde- 
nador  numera  y  distribuye  las  pistas. 
Afortunadamente,  esta  operación  no 
precisa  de  ningún  elemento  adicional  y 
es  el  propio  ordenador  el  que  la  realiza 
en  conjunción  con  la  unidad  de  disco. 


•  Velocidad 

En  comparación  con  el  cásete,  el 
disco  es  muy  superior  en  velocidad  de 
transmisión  de  datos.  Lo  que  en  cinta 
implica  varios  minutos,  en  disco  requie- 
re muy  pocos  segundos.  Esta  es  una  de 
las  mayores  ventajas  del  disco,  ya  que 
en  menos  de  medio  minuto  se  puede 
perfectamente  cambiar  la  totalidad  del 
contenido  de  la  memoria  del  ordenador. 


•  Organizaciórr 

En  los  discos,  la  información  se  distri- 
buye en  pistas  concéntricas.  El  acceso  a 
cada  dato  es  tan  complejo  que  hace  ne- 
cesaria la  colaboración  de  toda  una  se- 
rie de  programas  para  gestionarlo.  Estos 
programas  forman  parte  del  denomina- 
do Sistema  Operativo. 

La  diferencia  entre  las  distintas  orga- 
niraciones  y  aprovechamiento  de  los 
discos  radica  en  las  propias  facultades 
del  sistema  operativo.  Sin  embargo,  lo 


103 


■ La  mayor  parte  de  los  programas  para  ordenadores  domésticos  utilizan 
ef  cásete  como  soporte  de  almacenamiento  externo. 


que  es  común  a  todos  ellos  es  el  carác- 
ter no  excíusivamente  secuencial  de 
cara  al  usuario. 

•  Precio 

El  inconveniente  nnás  notable  de  los 
sistennas  de  almacenamiento  en  disco 
magnético  es  el  precio.  El  soporte  raras 
veces  baja  de  las  500  pesetas  en  estado 
virgen.  Tannbién  los  discos  que  contie- 
nen aplicaciones  suelen  ser  bastante 
más  caros  que  las  cintas.  Ello  se  debe, 
en  muchos  casos,  a  que  las  aplicaciones 
en  disco  son  de  tipo  profesional  e  inclu- 
yen programas  más  complejos. 

En  cuanto  a  las  unidades  de  lectu- 
ra/escritura, sus  precios  oscilan  entre 
las  50.000  y  las  100.000  pesetas,  cer- 
ca  de  diez  veces  lo  que  cuesta  un  mag- 
netófono a  casetes  estándar. 


Otros  dispositivos  periféricos 

Además  de  los  ya  citados,  existen 
otros  periféricos  de  acusada  presencia 
junto  al  microordenador  doméstico.  En- 
tre ellos  cabe  señalar  a  los  periféricos 
para  juegos,  con  el  joystick  a  la  cabeza. 

Los  joysticks  o  palancas  d^  juego  per- 
miten controlar  la  acción  de  los  juegos 
con  una  mayor  comodidad  y  verosimili- 
tud que  con  e|  teclado  del  equipo.  La  pa- 
lanca de  control  suele  completarse  con  un 
botón  de  disparo  adecuado  para  orde- 
nar una  acción  inmediata. 

Relacionados  con  ellos  están  los 
«paddies»  y  toda  una  pléyade  de  dispo- 
sitivos como  el  lápiz  óptico  o  la  tableta 
gráfica  que  permiten  un  manejo  más  có- 
modo del  ordenador. 


104 


CPU  de  grandes 
ordenadores 


n  capítulos  ante- 
riores se  ha  deta- 
llado la  arquitectu- 
ra interna  de  la  uni- 
dad  central  de 
proceso  que  rige  el  funcionamiento  de 
los  microordenadores;  unidad  centra!  de 
proceso  coincidente  o  edificada  alrede- 
dor de  un  chip  microprocesador. 

Los  grandes  ordenadores  y  miniorde- 
nadores  utilizan  tradícionalmenté  proce- 
sadores de  otra  naturaleza  que,  aun  rea- 
lizando el  mismo  cometido  de  la  CPU  de 
un  microordenador,  ponen  en  práctica 


otros  métodos  de  trabajo  y  arquitectu- 
ras más  o  menos  dispares. 

En  líneas  generales  cabe  distinguir  en- 
tre  tres  tipos  de  unidades  centraies  de 
proceso  en  este  marco:  las  destinadas  a 
ordenadores  científicos,  las  orientadas  a 
máquinas  de  gestión  y  las  denominadas 
ambivalentes. 


CPU  de  ordenadores  científicos 

En  la  figura  se  ha  representado  esque- 
máticamente un  ejemplo  típico  de  CPU 


Procesadores 
científicos  de  gestión 
^  y  ambivalentes 

para  ordenador  científico.  Dispone  de 
tres  registros-índice  en  la  unidad  de  con- 
trol un  acumulador  y  un  multiplicador- 
cociente  en  la  unidad  aritmético-lógica. 

La  longitud  de  sus  instrucciones  es 
fija:  una  palabra  de  máquina.  La  búsque- 
da en  memoria  de  una  de  ellas  se  reali- 
za, por  tanto,  durante  un  ciclo  de  reloj. 

Una  instrucción  consta  del  código  de 
operación,  del  bit  para  direccionamiento 
indirecto,  de  dos  bits  para  direccionar 
cada  uno  de  los  tres  registros-índice  de 
la  unidad  de  control  y  de  la  dirección  en 
memoria.  Los  operandos  también  se  co- 
difican sobre  una  palabra  de  memoria  de 
doble  longitud. 


U.Á.L. 


MULTIPLICADOR 
COCIENTE 


ACUMULADOR 


UNIDAD  DE  CONTROL 


CONTADOR 


REG.  1 


MEMORIA 


M  ¡ 


I 


Esquema  de  ¡a  CPU  de  un  ordenador  científico.  Con  ei  empleo  de  registros  índice  y  de  un 
muitiplioador-Qociente,  se  reduce  el  tiempo  de  ejecución  de  las  operaciones, 
logrando  a  su  vez,  una  gran  precisión  en  los  resultados. 


105 


Con  este  tipo  de  ordenadores  se  con- 
sigue una  alta  velocidad  en  las  operacio- 
nes de  cálculo,  a  cambio  de  perder  po- 
tencia en  la  gestión  y  utilización  de  fi- 
cheros. 

Estas  características- coinciden  plena- 
nnente  con  los  requerimientos  para  el 
proceso  de  datos  de  tipo  técnico  o  cien- 
tífico, ya  que  el  volumen  de  datos  trata- 
dos no  es  excesivamente  grande,  pero 
con  ellos  se  realizan  muchos  cálculos. 

Debido  a  la  existencia  de  registros-ín- 
dice y  al  multiplicador-cociente  se  logra 
también  una  alta  precisión  en  las  opera- 


I Configuración 
típica  de  una 
instrucción 
de  32  bits. 


clones  (se  redondea  en  posiciones  de 
poco  «peso»)  y  se  puede  llegar  a  traba- 
jar con  números  muy  elevados. 


CPU  de  ordenadores  de  gestión 

Las  máquinas  destinadas  a  la  gestión 
suelen  tratar  caracteres  (en  vez  de  pala- 
bras como  las  científicas),  la  longitud  de 
las  instrucciones  es  variable  y  general- 
mente trabajan  con  dos  direcciones.  Las 
cadenas  de  caracteres  van  limitadas  por 
una  marca  de  fin  de  cadena  que  ocupa 
una  posición  binaria  en  memoria  y  pue- 
de ser  controlada  mediante  instruccio- 
nes especiales. 

Cuando  una  instrucción  se  refiere  a 
una  cadena  de  caracteres,  contiene  la  di- 
rección del  último  carácter  de  la  misma. 
Evidentemente  este  tipo  de  ordenador 
está  preparado  para  trabajar  con  datos 
alfanuméricos  (en  vez  de  numéricos, 
como  ocurre  en  ios  científicos), 

A  pesar  de  su  carácter  poco  matemá- 
tico, estos  ordenadores  deben  ser  capa- 
ces de  realizar  operaciones  como  sumar 
o  multiplicar  La  forma  de  realizar  estas 
operaciones  es  carácter  a  carácter.  Va- 
mos a  describir,  como  ejemplo,  la  ins- 
trucción «suma  de  dos  números»: 

La  instrucción  contiene  el  código  de  la 
operación  (suma)  en  un  carácter  y  las  di- 
recciones de  los  últimos  caracteres  de 
los  dos  operandos  (número  a  sumar). 


Por  tanto,  en  la  unidad  de  control  se  dis- 
pone de,  al  menos,  cuatro  registros:  dos 
para  las  direcciones  de  los  últimos  ca- 
racteres de  los  números  a  sumar,  otro 
registro  COD  para  el  código  de  opera- 
ción y  un  cuarto  para  el  contador  de 
instrucciones. 

La  operación  de  suma  se  realiza  en  se- 
rie, carácter  por  carácter.  Los  caracteres 
del  primero  y  del  segundo  operando  se 
memorizan,  respectivamente,  en  dos  re- 
gistros Ri  y  R2,  y  el  arrastre  es  conser- 
vado, de  un  paso  al  siguiente,  en  el  bres- 
table  R3.  La  operación  de  suma  continúa 
mientras  no  se  detecte  la  señal  de  fin  de 
cadena. 


CPU  de  máquinas  ambivalentes 

En  la  tercera  generación  de  ordenado- 
res se  comercializaron,  máquinas  de  dis- 
tinta orientación  pero  con  el  mismo  con- 
junto de  instrucciones  máquina.  Resulta- 
ban, pues,  ordenadores  aptos  para  re- 
solver  tanto  problemas  de  gestión, 
como  problemas  científicos.  Surgió 
también  en  la  CPU  un  nuevo  tipo  de  re- 
gistros banalízados  que  pueden  ser  uti- 
lizados tanto  como  registros  de  direc- 
cionamiento  como  para  almacenar  ope- 
randos. 

En  la  figura  se  representa  una  configu- 
ración típica  de  un  sistema  ambivalente. 


V  Ejemplo  do  CPU  para  un  ordenador  de  gestión.  h  Esquema  de  una  CPU  típica  de  un  ordenador  de 

I  En  ios  registros  UA  y  UB  se  almacenan  las  ■      tercera  generación.  Un  único  sumador  actúa 

I  direcciones  de  los  últimos  caracteres  de  los  M  como  unidad  aritmético-lógica 

I  números  a  sumar;  el  registro  COD  contiene  el  H  ^  como  unidad  de 

■ü  código  de  operación.  H  cálculo  de  direcciones. 


106 


ce 

} 

! 

X 

B 

B 

DESPLAZAMIENTO 

I 

1 

1 

O  1  2  3  4  5  S  7  8  9  10  1 1  12  13  14  15  Ifi  17  16  19  2021  22  23  24  25  26  27  23  29  3031 


CO  -  5  bits 
I  - 1  bit 


X  -4  bits 


R  -  4  bits 
B-4  bits 

Despiaz. 
14  bits 


Código  de  operación  (Inasta  32  operaciones). 

Tipo  de  direccionamiento  (O  ^  directo. 

1  inctirecto). 

(excepto  si  X  =  GODO). 

Contiene  le  posición  de  memoria  en  que  se 

encuentra  el  número  de  registro  direccionado 

(excepto  si  X  =  0000) 

Dirección  del  registro  con  el  primer  operando. 
Dirección  del  registro  de  base  (si  B  =  0000 
hace  referencia  ai  contador  de  instrucciones). 
Capaz  de  direccionar  2  ^  *  =  16  K  bytes  a  partir  del 
registro  base. 


I 


Unidad  central 
de  proceso  de 
un  ordenador 
de  32  bits. 


La  CPU  de  los 
miniordenado- 
res  y 

ordenadores  de 
gran  tamaño  no 
suele  estar 
constituida  por 
un  microproce- 
sador, sino  por 
elementos  más 
complejos, 
capaces  de 
ejecutar 
operaciones 
específicas  de! 
sistema  para  el 
que  están 
diseñados. 


CICLO  OE  J 
MEMORIA  } 

1 

.      f  1 

1    ■  1 

INSTRUCCION 
N 

DECODJFlCACt.  : 

PROCESO  1 

IKSTRUCCION 

1  DECODIFICACI.  |  PROCESO 

M+1 

INSTRUCCION 

i  (^DECODIFICACI. 

1      PROCESO  91 

N+2 

I 


Diagrama  de  tos  tiempos  teóricos  de 
soiapamiento  de  instrucciones.  Mientras  que  se 
ejecuta  ta  instrucción  N,  la  instrucción  N-i-l  se 
está  decodificando.  Con  esta  técnica  se  duplica 
la  velocidad  de  proceso  de  la  máquina. 


B  sistema  posee  un  conjunto  de  regis- 
tros banalízados  utilizabíes  como  regis- 
tros aritméticos,  como  registros  ds  di- 
reccionamiento,  como  registros  de  base 
o  como  registros  índice.  En  esta  máqui- 
na existe  un  único  sumador,  en  el  que  se 
realizan  todos  los  cálculos,  que  actúa 
como  unidad  aritmética  lógica  y  como 
unidad  de  cálculo  de  direcciones.  No  dis- 
pone de  contador  de  instrucciones.  Esta 
misión  se  realiza  a  través  del  registro  ba- 
nalizado  Ro. 


Características  de  los 
ordenadores  mixtos, 
de  gestión  y  científicos 

Las  propiedades  más  importantes  de 
estos  ordenadores  son  las  siguientes: 

•  Capacidad  de  direccionamiento, 
tanto  a  nivel  de  carácter  como  de  pa- 
labra. 

•  Conjunto  de  instrucciones  que  in- 
cluye tanto  las  instrucciones  de  ordena- 
dores de  palabra  (una  única  dirección), 
como  las  instrucciones  de  ordenadores 
de  carácter  (dos  direcciones). 

•  Bus  de  datos,  capaz  de  transportar 
tanto  palabras  como  caracteres. 

A  continuación  se  detallan  fas  técni- 
cas  que  sustntan  las  tres  características 
enunciadas, 

•  Dífeccíonamientú  de  palabras 
y  caracteres 

Existen  dos  opciones: 

1.  Situar  sistemáticamente  los  fines 
de  cadena  de  caracteres  en  los  fines  de 
palabra.  De  esta  forma  todas  las  instruc- 
ciones se  direccionan  a  nivel  de  palabra. 
Esta  opción  es,  en  general,  inaceptable. 

2.  Utilizar  únicamente  direcciones  a 
nivel  de  carácter.  De  esta  forma  los  or- 
denadores, cuya  longitud  de  palabra  es 
2"  caracteres,  desaprovechan  los  n  últi- 
mos bits  de  la  dirección  en  las  instruc- 
ciones que  direccionen  palabras. 

•  instrucciones  de  longitud  variabie 

Las  operaciones  con  palabras  son 
ideales  para  realizar  instrucciones  de 
tipo  registro-memoria;  en  cambiOn  las 
operaciones  con  caracteres  se  adaptan 
mejor  a  instrucciones  de  tipo  memoria^ 


107 


memoria.  Esto  obliga  a  que  las  instruc- 
ciones tengan  diferentes  longitudes. 

Mediante  la  decodifícación  de  uno  o 
dos  bits,  situados  normalmente  en  el 
principio  dei  código  de  operación,  la  uni- 
dad de  control  conocerá  inmediatamen- 
te la  longitud  de  la  instrucción  que  está 
tratando.  Evidentemente  los  incremen- 
tos en  el  contador  de  instrucciones  se 
realizarán  según  las  longitudes  de  las 
instrucciones  procesadas. 

•  Bus  de  datos 

En  los  ordenadores  mixtos  existen 
dos  tipos  de  procesamiento  para  los 
operandos: 


-  Los  datos  se  transfieren  carácter 
por  carácter.  En  este  caso  las  instruccio- 
nes con  palabras  necesitan  varias  pasa- 
des  por  el  bus. 

-  El  bus  de  datos  tiene  la  misma  di- 
mensión que  la  palabra.  Los  distintos  ca- 
racteres de  una  palabra  se  transfieren  en 
paralefo,  pero  se  procesan  en  la  unidad 
arrtmético-lógíca  en  serie,  mediante  el 
operador  de  caracteres. 

En  cuanto  a  la  relación  entre  instruc- 
ciones Y  longitud  de  la  palabra  de  me-, 
moria  existen  dos  posibles  elecciones: 

-  La  palabra  de  memoria  tiene  la  mis- 


ma longitud  que  las  instrucciones  cortas 
y,  por  tanto,  las  instrucciones  largas  exi- 
girán dos  accesos  a  memoria  y  un  doble 
registro  de  instrucción.  Cuando  se  eje- 
cuta una  instrucción  corta,  el  contador 
de  instrucciones  se  incrementa  en  una 
unidad.  Cuando  se  ejecuta  una  instruc- 
ción Jarga  ei  contador  se  incrementa  en 
dos  unidades, 

-  La  palabra  de  memoria  tiene  la  lon- 
gitud de  las  instrucciones  largas.  En  este 
caso  [os  procedimientos  serán  más 
complejos  que  en  el  caso  anterior.  Es 
necesario  utiiizar  un  registro  tampón  lar- 
go en  el  registro  de  instrucciones,  igual- 
mente largo. 


UNIDAD  DE  CONTROL 


INSTRUCCION. 
EN 
MEMORIA 


M 


OPERANDOS 
EN 
MEMORIA 


M 


Máquina  teórica  con  bus  de  instrucciones  y  bus  de  datos  independientes.  Este 
tipo  de  configuración  se  realiza,  en  fa  práctica,  mediante  software. 


108 


Multiprocesamiento 


i  quisiéramos  dar 
una  definición  sen- 
cilla de  multiprO" 
cesador  podría- 
mos adoptar  la  si- 
guiente: «Se  llama  muitiprocesador  a 
todo  ordenador  que  dispone  de  varias 
unidades  centrales».  De  la  anterior  defi- 
nición se  puede  deducir  que  multiproce- 
samiento es  la  ejecución  simultánea  en 
unidades  centrales  distintas  de  más  de 
un  programa. 

Es  importante  diferenciar  multiproce- 
samiento de  multiprogramación,  ya  que 
aunque  ambos  términos  se  parezcan, 
corresponden  a  dos  conceptos  comple- 


tamente distintos.  Multiprogramación 
implica  la  ejecución  temporalmente  im- 
bricada de  varios  programas  que  residen 
simultáneamente  en  la  memoria  princi- 
pal, mediante  una  única  unidad  central  y 
pasando  de  un  programa  a  otro  median- 
te un  mecanismo  de  interrupciones.  En 
cambio,  multiprocesamiento  es  la  ejecu- 
ción simultánea  de  varios  programas  en 
distintas  unidades  centrales. 


Tipos  de  multiprocesadores 

Existen  tres  clases  fundamentales  de 
multiprocesadores: 


Naturaleza,  ventajas 
e  inconvenientes  de 
los  multiprocesadores 

#  Procesadores  idénticos 

A  este  sistema  también  se  le  denomi- 
na multiunidad  central  y  algunos  autores 
lo  consideran  como  el  único  tipo  de  mul- 
tiprocesador  propiamente  dicho.  Están 
compuestos  por  varias  unidades  centra- 
les idénticas  que  comparten  la  misma 
memoria  principal  y,  en  general,  com- 
parten  también  las  unidades  periféricas. 
Se  observa  que,  en  efecto,  corresponde 
plenamente  a  la  definición  inicial  del  mul- 
típrocesador. 

•  Procesadores  periféricos 
especia/izados 

En  este  caso  la  memoria  principal  es 
compartida  por  uno  o  varios  procesado- 


í 


PROCESADOR 


PROCES/^R 
2 


MULTIPROCESADOR 


MEMORIA  PRINCIPAL 


En  la  figura  se  puede  observar  claramente  Iq  cualidad  más  importante  de  los 
multiprocesadores  (un  biprocesador  en  este  caso):  cada  una  de  las  unidades  centrales 
funciona  simultáneamente  utilizando  zonas  distintas  de  la  memoria  común. 


En  los  multiprocesadores  la  interconexión  por  lineas  ómnibus  permite  poner  en 
contacto  a  los  distintos  procesadores  con  los  diversos  bloques  de  memoria. 


109 


res  centrales  que  se  encargan  del  proce- 
samiento por  totes  de  los  trabajos,  y  por 
otros  procesadores  especializados  en 
trabajos  concretos  (control  de  periféri- 
cos, gestión  de  E/S...). 

•  Mukíproc^sadores  descompuestos 

En  los  anteriores  sistemas  cada  pro- 
cesador dei  nnultiprocesador  era  inde- 
pendiente de  ios  demás  y  disponía,  por 
lo  tanto,  de  su  unidad  de  control  y  de  su 
unidad  aritmético-lógica  independiente. 
Se  llama  multiprocesador  descompues- 
to o  multiprocesador  virtual,  a  aquellos 
equipos  en  los  que  los  distintos  proce- 
sadores comparten  entre  sí,  no  sólo  la 
memoria  principal,  sino  algunas  de  sus 
propias  unidades  internas. 


Ventajas  e  inconvenientes 
del  multiprocesamiento 

La  utilización  de  un  multiprocesador 
conlleva  dos  ventajas  importantes:  au- 
mento de  la  eficada  y  aumento  de  la  dis- 
ponibilidad. Y  también  dos  inconvenien- 
tes: dificultades  de  comunicación  y  difi- 
cultades de  interconexión. 

•  Aumento  de  ia  eficacia 

Existen  dos  formas  en  las  que  aumen- 
ta la  eficacia  de  los  equipos.  Por  un  fado, 
al  crecer  el  número  de  procesadores 
centrales  crece  evidentemente  el  núme- 
ro de  unidades  centrales  y,  en  conse- 
cuencia, el  ordenador  es  más  eficiente. 
El  otro  aumento  de  la  eficacia  viene  dado 
por  la  posibilidad  de  ejecutar  ciertos  tra- 
bajos en  procesadores  periféricos, 
cuando  sean  difíciles  de  adaptar  al  pro- 
cesador principal;  este  último  caso  im; 
píica  la  opción  de  multiprocesadores 
descompuestos. 

Es  de  observar  que  duplicar  el  proce- 
sador central  no  hace  duplicar  la  poten- 
cie def  ordenador,  ya  que  existen  ciertas 
unidades  comunes  que  deben  ser  com- 
partidas. 

#  Aumento  de  ia  disponibíHdad 

Si  se  opta  por  particionar  e!  multipro- 
cesador en  dos  elementos  funcional- 


La  apariencia  de  un 
multiprocesador  es  similar  a  la 
de  cualquier  ordenador 
monoprocesador.  En  ia 
fotografía  puede  apreciarse  la 
disposición  de  las  placas  dei 
sistema 
NCR  9300. 


mente  completos,  es  posible  detectar 
las  posibles  averías  y  hacer  una  reconfí- 
guración  del  sistema  de  forma  que,  aun 
con  una  eficacia  degradada,  el  ordena- 
dor pueda  seguir  funcionando. 

Cuando  la  complejidad  o  importancia 
de  unas  instalaciones  (como  las  utiliza- 
das para  el  control  de  aeropuertos)  o 
cuando  una  reparación  manual  del  equi- 
po es  imposible  (como  en  los  equipos 
mstalados  en  naves  espaciales),  este  au- 
mento de  la  disponibilidad  es  fundamen- 
tal, ya  que  con  un  sistema  de  detección 
automática  de  averías  y  un  sistema  mul- 
tiprocesador, la  avería  no  implica  una 
parada  en  la  ejecución  de  la  aplicación. 

•  Diftcuitades  de  comunicación 

Con  ciertos  acontecimientos  pueden 
darse  interrupciones  de  procesador  a 
procesador  y  también  es  posible  que  los 
distintos  procesadores  del  ordenador 
necesiten  comunicarse  a  través  de  la 


BLOQUES  DE  MEMORIA 


PROCESADORES 


MATRIZ 

DE 

INTERCONEX 


I 


Otro  medio  de  comunicación  entre  los  procesadores  y  ia 
memoria  lo  constituye  ia  matriz  celular  de  interconexión.  En 
este  caso  las  demandas  de  memoria  de  los  diversos 
procesadores  son  gobernadas  por  el  circuito 
de  control  de  la  matriz. 


110 


memoria  principal.  Por  ambos  motivos 
aumentan  notoriamente  los  problemas 
de  comunicación. 

•  Díficuitades  de  interconexión 

Estos  problemas  surgen  claramente 
de  la  utiHzación  conjunta  de  una  única 
memoria  principal  por  más  de  un  pro- 
cesador. 

Entre  las  posibles  soluciones  para  soí- . 
ventar  esta  dificultad,  destacaremos 
dos: 

1 .  Interconexión  por  líneas  ómnibus. 
Las  líneas  salen  de  los  procesadores 

y  transmiten  simultáneamente  la  infor- 
mación a  los  bloques  de  memoria. 

2.  Interconexión  matriciaL 

En  este  caso  es  una  matriz  celular  la 
que  se  encarga  de  realizar  ta  interco- 
nexión V  permite  relacionar  cada  proce- 
sador con  cada  bloque  de  memoria, 
cuando  esto  no  cause  un  conflicto. 


Algunos  multiprocesadores 
concretos 

Dentro  de  la  primera  clase  de  multi- 
procesadores estudiada,  procesadores 
idénticos,  una  de  las  cuestiones  más  im- 
portantes a  determinar  es  el  número 
máximo  de  procesadores  que  se  pueden 
integrar  en  un  sistema  con  un  funciona- 
miento idóneo. 

Si  respetamos  la  idea  de  que  dentro 
de  una  «gama  compatible»,  por  ejemplo, 
la  IBM/370,  cuando  se  pasa  de  un  mo- 
delo ai  inmediatamente  superior  se  con- 
sigue duplicar  la  potencia,  al  intentar 
mantener  una  progresión  similar  en  los 
multiprocesadores  es  necesario  pasar 
de  un  monoprocesador  a  una  máquina 
con  dos  procesadores,  de  ésta  a  una  de 
cuatro,  y  así  sucesivamente. 

Cuando  se  llega  a  un  modelo  elevado, 
este  aumento  resulta  antieconómico,  ya 


que  es  más  barato  utilizar  menos  proce- 
sadores, pero  más  potentes.  En  la  prác- 
tica lo  normal  es  no  sobrepasar  cuatro 
procesadores  en  un  multiprocesador, 
aunque  existen  excepciones  como  el 
Burroughs  B  7700,  que  llega  a  ocho 
procesadores. 

Dentro  de  los  ordenadores  que  dispo- 
nen de  procesadores  periféricos  especiaU- 
zadoSr  podemos  citar  como  ejemplo  tí- 
pico el  CDC  6600:  compuesto  por  un 
procesador  central  y  diez  procesadores 
periféricos  de  los  que  nueve  se  dedican 
a  operaciones  de  E/S  y  el  décimo  se  en- 
carga del  sistema  operativo- 

La  memoria  principal  es  compartida 
por  todos,  es  decir,  tanto  el  procesador 
central  como  cualquiera  de  los  diez  pro- 
cesadores periféricos  pueden  acceder  a 
ella  libremente,  pero  además  cada  pro- 
cesador periférico  dispone  de  una  me- , 
moria  de  uso  particular. 

Las  comunicaciones  entre  los  distin- 


LNIDAD 
CEMTRAL 


MEMORIA  PRINCíf^L 


(2) 


rTTTTTTl  . 

CANALES  DE  E/S 

{1}  PROCESADOR  PERIFERICO  ASIGNADO  AL  SISTEMA  OPERATEVO 

[2)  PROCESADORES  PERIFERICOS  ASIGNADOS  Á  OPERACIONES  DE  E/S 


UNIDADES 
ARITI^ETICAS 


UNIDftDEB 
DÉ  CONTROL 


BLOQUES  j 
DE  MEMORIA  ) 


lOCMRa  2  de  3 


[\\  UNIDADES  DE  RECONFCGURAClON 
{21  CONMUWDORES  DE  !NTE3TONEXlON 


i 


En  fa  figura  se  observa  ef  esquema  simplificado  de 
un  muftiprocesador  basado  en  diez  procesadores 
periféricos  especiaiizados  (uno  de  ellos  en  ef  sistema 
operativo  y  los  nueve  restantes  en  operaciones  de 
entrada/salida).  , 


I 


La  NASA  ha  diseñado  multiprocesadores  descompuestos. 
En  la  figura  se  puede  observar  la  representación 
simplificada  de  uno  de  ellos,  Su  cualidad  más  importante 
es  que  permiten  hacer  reconfiguraciones  del  equipo  en 
caso  de  avería. 


111 


tos  procesadores  se  realizan  a  través  de 
las  memorias  propias,  excluyendo  una 
comunicación  especial  llamada  «salto 
con  cambio»,  que  es  una  especie  de  in- 
terrupción destinada  a  que  el  procesa- 
dor periférico  encargado  del  sistema 
operativo  pueda  preservar  el  estado  del 
programa  en  el  procesador  central  de 
forma  directa. 

Por  último,  en  el  grupo  de  los  multipro- 
CBsadores  descompuestos,  podemos 
destacar  un  ordenador  modular  diseña- 
do por  la  NASA  para  misiones  espacia- 
les de  larga  duración.  Este  ordenador 
dispone  de  varias  unidades  de  cada  tipo, 
según  la  fiahilidad  y  complejidad  del  sis- 
tema. 

En  la  fase  de  lanzamiento,  el  sistema 


funciona  en  modo  procesadores  idénti- 
cos, ya  que  es  necesario  realizar  muchos 
cálculos  rápidamente  y  no  da  tiempo  a 
una  reconfirmación  del  sistema,  de  esta 
forma  varios  procesadores  se  ocupan 
de  ejecutar  una  misma  tarea  realizándo- 
se un  autocontrol  dos  de  tres. 

Después  de  finalizada  la  fase  de  lanza- 
miento se  pasa  a  funcionar  en  régimen 
de  monoprocesador  quedando  algunas 
unidades  de  reserva.  Existe  una  unidad 
de  reconfiguración  que  se  encarga  de 
comprobar  periódicamente  el  funciona- 
miento del  procesador  activo;  en  el  caso 
de  detectar  alguna  avería  realiza  una 
operación  con  los  conmutadores  de  in- 
terconexión para  obtener  un  nuevo  pro- 
cesador activo. 


PROCESADOR 
1 

PROCESADOR 
2 

PROCESADOR 
3 

(5 


RESULTADO 


3(5 


RESULTADO  2 


2)  (5 


RESULTADO  3 


9 


EMPEZAR 
COMPROBACION 


>SL_^  

FINAL 
Rl 

 ( 

>^  

RKULTADO 
FINAL 

! — ( 

¿L^  

f^SULTADO  , 
FINAL 
R2 

 ( 

FIN  ) 


SIN 

RESULTADO 

FINAL 

FIABLE 

1 

f 

C     F'N  ) 


I 


La  técnica  de  control  «dos  de  fresj?  se  basa  en  ¡a  ejecución  periódica  del  mismo 
proceso  en  tres  procesadores  igualQS.  La  comprobación  de  coincidencia  entre 
dos  de  fos  tres  resultados  obtenidos  permite  asegurar  que  el  resultado  es  fiable  o 
en  caso  contrario,  que  alguno  de  los  procesadores  está  avenado, 


Para  saber  más 

¿A  qué  se  llama  multl procesamiento? 

A  la  ejecución  simultánea  de  varios  programas 
en  procesadores  distintos  de  un  único 
ordenador.  A  este  tipo  de  ordenador  que  íntegra 
varios  procesadores  se  le  denomina 
multiprocesador. 

¿En  qué  se  diferencia  multii^rocesa miento  de 
multlprogramadón? 

Ambos  conceptos  hacen  referencia  a  la 
ejecución  simultánea  de  varios  programas  en  un 
único  ordenador,  pero  mientras  en  el 
multi  procesa  miento  la  ejecución  es 
auténticamente  simultánea  [cada  programa  se 
ejecuta  en  un  procesador  independiente),  en  la 
multiprogramación  es  un  único  procesador  et 
que  ejecuta  los  programas 
seudosimultáneamente  valiéndose  de 
i nterm pelones,  pero  sin  ejecutar  más  que  un 
único  programa  en  un  instante  determinado. 

¿Cuáles  son  los  principales  tipos  de 
multiprocesadores? 

1 .  Los  que  se  basan  en  varios  procesadores 
idénticos  que  funcionan  como  unidades 
centrales  independientes  entre  si 

2.  Los  que  disponen  de  distintos  procesadores 
periféricos  especializados,  cada  uno  cíe  ellos  en 
tareas  concretas, 

3.  Los  que  utilizan  distintos  procesadores, 
pero  de  forma  dinámican  es  decir,  pueden 
realizar  configuraciones  del  sistema  si  es 
necesario. 

¿Cuáles  son  las  principales  ventajas 
aportadas  por  los  multiprocesadores? 

El  aumento  de  la  eficacia  y  de  la  disponibilidad. 

¿,.,  V  cuáles  son  los  principales 
inconvenientes? 

El  aumento  en  las  dificultades  de  comunicación  y 
de  interconexión  entre  los  diferentes 
procesadores. 

¿El  control  dos  de  tres  sólo  sirve  para 
asegyraf  que  un  resultado  es  correcto? 

No,  También  puede  ser  utilizado  para  realizar  la 
detección  de  averías,  ya  que  al  ser  ejecutados 
procesos  idénticos,  el  procesador  que  llegue  a 
un  resultado  distinto  de  los  otros  dos  se  puede 
considerar  averiado. 


112 


Teleprocesamiento 


ctualmente  mu- 
chas empresas 
están  instalando 
sistemas  de  tiem- 
po  real.  Con  ellos 
los  datos  pueden  almacenarse  directa- 
mente en  el  ordenador  desde  los  puntos 
donde  se  toman  y  viceversa,  es  decir: 
los  ordenadores  envían  los  resultados 
desde  el  sitio  donde  se  encuentran  has- 
ta el  lugar  en  que  se  necesitan. 

El  término  «tiempo  real»  Implica  que  la 
transmisión  se  realiza  muy  rápidamente; 
los  tiempos  medios  pueden  ser  de  dos 
segundos,  en  el  caso  de  que  el  interlo- 
cutor del  ordenador  sea  un  ser  humano, 
y  de  fracciones  de  segundo  cuando  1^ 
transmisión  se  efectúa  entre  dos  or- 
denadores. 

El  término  teleprocesamiento  se  em- 
plea para  describir  sistemas  en  tos  que 
se  conectan  equipos  distantes  por  me- 
dio de  circuitos  de  transmisión  de  datos. 
Para  darse  cuenta  de  la  importancia  pre- 
sente y  futura  del  teleprocesamiento, 
vale  con  apuntar  que  según  un  estudio 
realizado  en  1980,  los  ordenadores  de 
Estados  Unidos  transmitieron  o  recibie- 
ron 250.000  millones  de  transacciones 
de  datos  por  líneas  de  telecomunica- 
ción. 


Tipos  de  sistemas  de  transmisión 

En  algunos  sistemas  de  transmisión 
los  datos  no  tienen  por  qué  ser  gestio- 
nados en  tiempo  real,  sino  que  es  sufi- 
ciente con  que  realicen  la  transferencia 
de  los  datos  desde  un  lugar  a  otro.  En 
este  caso  la  comunicación  puede  reali- 
zarse en  línea  o  fuera  de  línea. 

En  el  primer  tipo  de  transmisión  los 
datos  van  directamente  al  ordenador  y 
éste  es  quien  controla  la  transmisión.  En 
el  caso  de  transmisiones  fuera  de  línea, 
los  datos  transmitidos  no  van  directa- 
mente al  ordenador  sino  que  se  alma- 
cenan en  dispositivos  de  memoria  auxi- 
liar (cintas  magnéticas,  discos  magnéti- 
cos, etc.),  para  su  posterior  tratamiento. 

Evidentemente,  los  sistemas  de  trans- 
misión fuera  de  línea  nunca  son  interac- 


tivos, ya  que  no  hay  un  ordenador  co- 
nectado con  el  equipo  que  envía  los  da- 
tos; por  lo  tanto,  no  se  puede  recibir  nin- 
guna respuesta  en  el  equipo  origen  de  la 
transmisión,  aunque  sí  pueden  recibirse 
señales  de  control  para  verificar  e! 
correcto  funcionamiento  de  los  aparatos 
implicados  y  para  indicar  si  la  transmi- 
sión ha  tenido  errores. 


Enlace  de  ordenadores 
remotos 


En  cambio  los  sistemas  de  transmi- 
sión en  línea  pueden  o  no  ser  interacti- 
vos. En  algunos  sistemas  el  ordenador 
se  limita  simplemente  a  recibir  una 
transmisión  en  lotes,  de  forma  que  no 
puede  cerciorarse  de  la  exactitud  de  los 
datos  y,  en  consecuencia,  la  única  res- 
puesta interactiva  es  la  confirmación  de 
la  recepción  correcta. 


ORDENADOR 


TERMINAL 


MODEM 


MODEM 


LINEA 

TELEFONICA 


Ef  teleprocesa- 
miento  consiste 
en  conectar  a 
través  de  la 
línea  telefónica 
a  das  equipos 
físicamente 
alejados  entre 
sL  En  la  figura 
se  represerjtar} 
los  elementos 
necesarios  para 
conectar  un 
terminal  con  un 
ordenador. 


Una  de  las  aplicaciones  más  espectaculares  del  teleproceso,  combinación  de 
computadoras  y  equipos  úe  comunicación,  ha  sido  realizada  en  Tokio  donde  un 
complejo  sistema  analiza  todos  los  datos  procedentes  de  la  red  de  17W0  km  de 
tuberías  para  el  suministro  de  agua  en  esta  ciudad. 


113 


Normafnnente,  cuando  intervienen 
operadores  humanos,  los  sistemas  de 
transmisión  son  interactivos.  Precisa- 
mente, la  ausencia  de  respuesta  a  una 
operación  realizada  por  el  operador  im- 
plica que  éste  no  sabe  si  la  ejecución  ha 
sido  correcta  o  incorrecta  y,  por  lo  tan- 
to, el  sistema  está  mal  diseñado. 

Los  sistemas  interactivos  sueien  tener 
un  gran  flujo  de  datos  entre  el  equipo 


terminal  y  el  ordenador,  lo  que  afecta  a 
las  técnicas  de  transmisión  utilizadas. 


Capacidades  de  la  transmisión 

La  capacidad  de  transmisión  de  un  sis- 
tema se  mide  mediante  la  relación  entre 


la  cantidad  de  datos  transmitidos  y  el 
tiempo  empleado  en  la  transmisión. 

La  cantidad  de  datos  que  se  transmi- 
ten varía  mucho  según  el  sistema:  pue- 
den transmitirse  ficheros  enteros,  con  lo 
que  la  caíitidad  de  datos  será  muy  gran- 
de, o  puede  transmitirse  un  simple  bit  de 
condición  (SI  o  NO),  con  lo  que  la  canti- 
dad de  datos  es  mínima. 

Análogamente,  a  veces  es  necesario 
transmitir  rápidamente  la  información  y 
a  veces  no  es  importante  que  el  mensa- 
je llegue  pronto  al  equipo  receptor. 

Normalmente,  cuando  se  envían  fotes 
de  datos  para  su  procesamiento  poste- 
rior en  el  ordenador,  se  puede  aceptar 
una  demora  relativamente  grande.  En 
cambio  cuando  hay  un  diálogo  entre  un 
individuo  y  el  ordenador,  la  velocidad  de 
transmisión  debe  ser  necesariamente 
alta. 

El  tiempo  de  respuesta  a  un  operdor 
de  terminal  se  puede  definir  como  el 
tiempo  transcurrido  desde  que  el  opera- 
dor pulsó  el  último  carácter  de  entrada, 
hasta  que  el  ordenador  muestra  el  pri- 
mer  carácter  de  salida  (respuesta). 

El  tiempo  de  respuesta  requerido, 
como  ya  señalábamos,  varía  mucho  se- 
gún la  aplicación  y  puede  ser  decisivo 
para  realizar  el  diseño  de  la  cadena  de 
transmisión. 

Otro  factor  importante,  a  la  hora  de 
realizar  el  diseño  del  sistema  de  trans* 
misión,  es  sí  los  mensajes  se  enviarán 
en  uno  o  en  ambos  sentidos,  y  quiénes 
serán  los  encargados  de  dialogar  en 
cada  uno  de  los  extremos  de  la  línea. 


Partición  del  tiempo 

La  mayoría  de  los  sistemas  de  trans- 
misión con  terminales  son  de  tiempo 
compartido,  es  decir,  varios  usuarios 
utilizan  simultáneamente  el  sistema, 
para  eílo  la  máquina  tiene  que  realizar 
una  partición  del  tiempo  entre  los  distin- 
tos terminales. 

Se  pueden  distinguir  tres  tipos  de  sis- 
temas, según  el  nivel  de  independencia 
que  ofrezca  a  los  usuarios: 

1.   Sistemas  con  función  limitada  y 


SISTEMAS  EN  LINFA 


ORDEMADOR 
RECEPTOR 


SISTEMAS  FUERA  DE  LINEA 


Los  sistemas  en 

linea  permiten 

la  transferencia 

inmediata 

de  información 

al  ordenador. 

Por  el 

contrario, 

en  los  sistemas 

fuera  de  linea  la 

información 

se  almacena 

previamente  en 

memorias 

auxiiiares. 


TIEMPO 
L  ís&gundos) 


UNI  DÍA 
UNA  HORA 
1000 
100 
10 

1 

0.1 


ALAR- 
MAS 


TRANSMISION 

CORREO 


SISTEMAS 
MENSAJES 


tRANSMlSl 

:  .DE 


TERMINALES 
PARA  PRESUMIAS 


TRANSMIStON 
PF^RAMASt 


TERMlhtóLES 
INTERACTIVOS 


VIGIIANCIA 
MAQUIMAS 


J 


i 


BITS  TRANSMITIDOS 


10      100     1000  10* 


lo-' 


10' 


I 


En  la  figura  se  representan  las  relaciones  deseables 
entre  ias  cantidades  de  información  enviada  y  el 
tiempo  transcurrido,  según  los  principales  métodos 
de  transmisión  de  datos. 


114 


específica  de  antemano  en  los  que  to- 
dos los  usuarios  comparten  los  mismos 
archivos,  con  posibilidad  de  efectuar 
modificaciones  en  ellos. 

2.  Sistemas  con  función  limitada  y 
especificada  en  la  que  cada  usuario  dis- 
pone de  archivos  independientes  de  su 
«propiedad».  Cualquier  usuario  puede 
acceder  para  operaciones  de  lectura  a 


los  archivos  de  otro  usuario,  pero  nunca 
podrá  realizar  modificaciones  en  ellos. 

3.  Sistemas  con  funciones  no  espe- 
cificadas en  los  que  cualquier  usuario 
puede  programar  lo  que  desee  desde  su 
terminal,  siempre  que  utilice  un  lenguaje 
de  programación  reconocido  por  el  sis- 
tema. 

Evidentemente,  éi  nivel  de  indepen- 


- 

BANCARIOS 

SeLsOTECAS 

TEXTOS 

TARJETAS 

DE 
CREDITO 

HOSPITALES 

MOTELES 

RECUENTO 
DE 
VOTOS 

'.NFORMACIOKÍ 
DE 

BOLSA  1 

/- 

RECaECCiOM 
DE 
DATOS 

AhiALSlS 

AYL 
PAR^ 
INGEN 

DAS 
i  LA 
lERIA 

ORDENES 
DE 
VEKTAS 

Ca^SU^TAS 
SOBRE 
VENTAS 

TRANSFEREN 
DE 
FOKDOS 

Algunos  de  los 
muchos 
sistemas  que 
trabajan  o 
pueden  trabajar 
er}  tiempo  real. 


USUARIO  n 


I Algunos  sistemas  de  teleprocesamiento  soportan  a  varios 
usuarios  conectados  simultánoamente,  permitiendo  que  todos 
ellos  escriban  y  lean  en  cualquiera  de  los 
archivos  púbiicos. 


dencia  de  los  usuarios  obliga  a  un  dise- 
ño apropiado  del  sistema  para  que  la 
partición  del  tiempo  permita  un  buen 
rendimiento  del  ordenador.  Dicho  de 
otra  forma:  cada  uno  de  ios  usuarios  que 
están  conectados  simultáneamente 
debe  percibir  --en  un  tema  óptimo-  que 
está  trabajando  él  sólo  con  el  orde^ 
nador. 


Líneas  de  comunicación 

Los  individuos  que  utilizan  los  temii- 
nales  conectados  al  sistema  requieren 
largas  pausas  para  pensar  en  las  tran- 
sacciones. Además,  las  operaciones  de 
accionamiento  dei  teclado  por  parte  del 
operador  son  mucho  más  lentas  que  la 
velocidad  de  operación  del  ordenador. 

Por  todo  ello,  es  posible  conseguir  el 
objetivo  que  citábamos  en  el  párrafo  an- 
terior: «muchos  usuarios  conectados  st- 
multáneamente  son  atendidos  tan  efi- 
cientemente por  el  ordenador  que  igno- 
ran la  presencia  de  los  restantes  usua- 
rios>K  La  clave  para  realizar  esta  gestión 
eficientemente  son  [as  líneas  de  comu- 
nicación, que  deben  ser  compartidas 
por  muchos  usuarios.  Las  líneas  telefó- 
nicas actuales  pueden  manejar  unos 
4.800  bits  por  segundo,  sin  embargo 
existen  otros  tipos  de  líneas  de  comuni- 
cación, como  las  líneas  transportaciores 
TI  del  sistema  BelL  que  pueden  llegara 
manejar  hasta  56.000  bits  por  segundo. 
Es  de  suponer  que  en  un  futuro  pró»mo 
ia  posibilidad  de  compartir  líneas  de  co- 
municación será  mucho  mayor,  ya  que 
la  capacidad  de  transmisión  de  cada  lí- 
nea también  será  mucho  más  giande. 

El  nivel  de  independencia  de  los  tisiia' 
rios  depende  mucho  del  tipo  de  inea  de 
comunicación  que  compartan. 

Con  algunas  líneas  todos  los  usiotos 
deben  utilizar  el  mismo  tipo  de  temiinai^ 
con  el  mismo  procedimiento  de  control 
de  línea.  Con  otras  líneas  ios  termiTales 
pueden  ser  de  distinto  tipo,  pero  ut*- 
zando  la  misma  clase  de  caracteres. 
Otras  líneas  llegan  a  permitir  que  los  ter- 
minales sean  completamente  indepen- 
dientes, e  incluso  que  utilicen  cfslritos 
repertorios  de  caracteres. 

En  definitiva,  existen  muchos  tipos  de 


115 


IEn  otros  sistemas,  por  el  contrario,  cada  usuario  disperse  de  sus 
archivos  propios  en  fos  que  tan  sóio  éí  puede  escribir  Las 
operaciones  de  lectura  sobre  archives  ajenos  o  propios  podrán 
realizarse  mediante  la  previa  autorización. 


sistemas  de  transmisión,  en  línea  o  fue- 
ra de  línea,  interactivos  o  no  interacti- 
vos, etc.  que  permiten  satisfacer  las  dis- 
tintas necesidades  de  los  usuarios. 

Probablemente  el  teleprocesamiento 
sea  una  de  las  ramas  que  más  evolucio- 
narán en  los  próximos  años.  Las  instala- 
ciones telefónicas  que  en  la  actualidad 
se  utilizan  para  los  sistemas  de  transmi- 
sión entre  ordenadores,  sucumbirán  y 
serán  sustituidas  por  nuevas  instalacio- 
nes de  comunicación.  La  mayoría  del 
personal  dedicado  a  la  informática  ten- 
drá relación,  en  mayor  o  menor  medida, 
con  las  técnicas  de  comunicación. 


Distorsiones  en  la  línea 
de  comunicación 

Los  datos,  que  debieran  transmitirse 
mediante  impulsos  limpios  y  cuadrados, 
se  distorsionan  en  su  camino  a  través  de 
las  líneas  de  comunicación  por  efecto  de 
propiedades  de  los  conductores  eléctri- 
cos, como  son  la  resistencia,  capacitan- 
cia e  inductancia.  En  todo  caso,  si  la  ve- 
locidad es  lenta,  las  distorsiones  no  lle- 
gan a  evitar  que  en  el  punto  de  destino 
se  pueda  interpretar  el  mensaje  que, 
aunque  desfigurado,  sigue  pareciéndose 
mucho  al  mensaje  originaL  Existen  dos 
velocidades  que  marcan  la  frontera  en- 
tre las  distorsiones  aceptables  e  inacep- 
tables; estas  son  las  siguientes: 

1 .  Si  se  transmiten  dos  impulsos  por 
segundo,  el  mensaje  podría  ser  recibido 
correctamente  por  un  ser  humano. 

2.  Si  se  transmiten  diez  impulsos  por 
segundo,  el  mensaje  sólo  podría  ser  re- 
cibido mediante  un  equipo  receptor  sen- 
sible. 

Estas  velocidades  se  han  determinado 
sin  tener  en  cuenta  que  los  impulsos  se 
debilitan  según  avanzan  por  la  línea  de 
comunicación.  Para  vencer  este  proble- 
ma existen  dos  posibilidades:  aumentar 
la  potencia  de  la  señal  o  disminuir  la  ve- 
locidad con  la  que  se  transmiten  los 
impulsos- 


Ruido  térmico 

Además  de  todos  los  problemas  ex- 
puestos anteriormente,  hay  que  consi- 
derar uno  nuevo:  los  ruidos  de  la  línea. 
En  todos  los  circuitos  electrónicos  se 
produce  constantemente  un  fondo  de 
ruidos  aleatorios  que  se  suelen  llamar 
ruidos  térmicos.  Los  átomos  y  las  molé- 
culas de  todas  las  sustancias  vibran  con- 
tinuamente con  un  movimiento  que  au- 
menta con  el  calor;  por  lo  tanto,  cuanto 
más  alta  sea  la  temperatura  mayor  será 
el  ruido  térmico. 

El  motivo  del  surgimiento  del  ruido  es 
que  los  átomos,  a  medida  que  vibran,  di- 
funden ondas  electromagnéticas.  Como 
resultante  se  produce  un  conjunto  caó- 
tico de  ondas  electromagnéticas  de  to- 


das las  frecuencias,  que  son  las  que  ori- 
ginan el  ruido  de  fondo. 

Las  señales  se  envían  por  las  líneas  de 
comunicación  junto  con  este  fondo  de 
pequeña  pero  continua  variación  alea- 
toria. 

Cuando  el  ruido  térmico  es  audible,  su 
percepción  se  asemeja  a  un  zumbido. 
Por  ejemplo,  si  se  aumenta  al  máximo  el 
volumen  en  un  receptor  de  radio  de  fre- 
cuencia modulada,  cuando  no  se  recibe 
ningún  programa,  podremos  oír  el  ruido 
térmico. 

Para  evitar  que  el  ruido  se  mezcle  in- 
separablemente con  la  señal  enviada,  es 
indispensable  que  la  intensidad  de  la  se- 
ñal no  disminuya  en  exceso.  Este  proce- 
so es  irreversible,  ya  que  si  la  intensidad 
de  la  señal  baja  hasta  el  nivel  del  ruido 
térmico,  y  es  amplificada  posteriormen- 


116 


te,  también  se  amplificará  a  la  vez  el 
ruido. 

De  lo  anterior  se  deduce  que  si  se 
transmite  con  demasiada  rapidez  o  de- 
masiado lejos,  la  señal  se  ahogará  con 
el  ruido  térmico  y  sólo  se  recibirá  un 
mensaje  incongruenie,  como  el  que  se 
puede  ver  en  la  figura  adjunta. 


Canales  de  transmisión  digital 

Teniendo  en  cuenta  todos  los  facto- 
res apuntados  anteriormente  y  que  el 
objetivo  es  transmitir  información  única- 
mente digital  a  la  mayor  velocidad  posi- 
ble, es  necesario  que  los  canales  de 
transmisión  dispongan,  a  determinados 
intervalos  de  distancia,  de  repetidores 
capaces  de  detectar  los  bits  que  reciben 
y  volver  a  transmitirlos  con  la  misma  in- 
tensidad original.  Para  ello,  capturan  la 
corriente  de  bits  y  luego  la  separan  del 
ruido  antes  de  que  se  confundan  las  dos 
señales. 

En  la  práctica,  los  repetidores  son  pe- 
queños dispositivos  de  estado  sólido, 
que  resultan  baratos  y  no  encarecen  de- 
masiado la  instalación  necesaria  para 
realizar  el  teleprocesamiento. 

Es  importante  destacar  que  las  líneas 
digitales  sólo  pueden  transmitir  bits  y, 
por  lo  tanto,  no  sirven  para  enviar  con- 
versaciones, a  menos  que  sean  conver- 
tidas  previamente  en  bits. 


Líneas  telefónicas 

Para  aprovechar  la  infraestructura  de 
líneas  telefónicas  ya  existentes,  éstas  se 
han  utilizado  como  canales  para  la  trans- 
misión de  información  digital.  El  proble- 


ma surge  al  no  ser  posible,  con  las  líneas 
telefónicas,  amplificar  la  señal  cuando 
ésta  se  debilita  (son  líneas  analógicas  y 
no  digitales),  puesto  que  se  amplificaría 
tanto  la  señal  como  la  distorsión  y  el 
ruido. 


MENSAJE  EMITIDO 


MENSAJE  RECIBIDO 


I 


Una  Qñdena  de  impulsos  limpios  y  cuadrados»  se  convierte, 

debido  a  las  características  eléctricas  de  ¡a  línea 

de  transmisión,  es  una  cadena  de  impulsos  deformes. 


i  POTENCIA 

1    DE  LA 

1  SEÑAL 

DISTANCIA 

DE  ÍA 

LINEA 

Irif  irir]iii|iiii 

7  ^  \"1T7  TTT+TTTTTTTTT 

1  ji N 1  ni  1 IÍM m 1 1 1 1 1  if\p  nll  1 1 H 1  /  i| 

Esta  curva,  de  tipo  logarítmico,  refleja  el  comportamiento 
de  la  intensidad  o  potencia  de  la  señal  respecto  a  fa 
longitud  de  la,  línea.  Como  puede  observarse,  aunque  la 
señal  sea  fuerte  en  origen  se  produce  una  rápida 
atenuación  con  la  distancia. 


\ 


Cuando  se  realiza  una  transmisión  a  alta  velocidad  o  bien  a 
larga  distancia,  la  señal  se  mezcla  con  el  ruido  térmico.  En 
este  caso  resulta  imposible  deducir  de  la  señal  resultante 
la  cadena  de  impulsos  ^limpios  y  cuadrados^ 
que  se  emitió  en  el  origen. 


117 


Las  líneas  analógicas  utilizan  una 
gama  continua  de  frecuencias.  La  ampli- 
tud de  la  señal  varía  muy  rápidamente, 
así  como  la  velocidad  de  oscilación  o 
frecuencia  de  la  señal,  la  cual  se  mide  en 
ciclos  por  segundo. 

El  oído  humano  puede  percibir  soni- 
dos con  frecuencias  que  varían  entre  30 
y  20.000  ciclos  por  segundo;  sí  bien,  los 
circuitos  telefónicos  no  transmiten  esta 
gama  completa  por  resultar  innecesaria 
para  entender  y  reconocer  el  habla  (nor- 
malmente sólo  transmiten  entre  300  y 
3.400  ciclos  por  segundo). 

Así  pues,  surge  eí  problema  de  cómo 
transmitir  información  digital  por  cana- 
les analógicos.  Para  resolverlo  es  nece- 
saria la  intervención  de  un  nuevo  equi- 
po: el  modem. 

El  modem 

Un  modem  (modulador-demodulador) 
sirve  para  convertir  las  señales  de  tipo 
digital  (pulsatorio)  que  produce  el  orde- 
nador en  una  gama  de  frecuencias  apro- 
piada para  que  pueda  ser  transmitida  a 
través  de  una  línea  analógica  de  comu- 
nicación (como  es  el  caso  de  la  línea 
telefónica). 

En  ef  otro  extremo  de  la  íínea  otro  mo- 
dem realiza  la  operación  contraria;  es 
decir,  convierte  esa  gama  de  frecuen- 
cias en  una  corriente  de  pulsos  rec- 
tangulares- 

Anchura  de  banda 

Los  distintos  medios  utilizados  en  los 
procesos  de  teíecomunicación,  como  lí- 
neas telefónicas,  telegráficas,  mtcro-ondas, 


i 

POIEHClA  IdH 

J 

xo 

in  1 

^^""-^.^^  fB-lÓJENOA 

— ^  ruTOOftídíaíssIí 

1      ?      í     í      5     U     T     á     ?     (0     13     IZ  ^ 

I 


Espectro  de  frecuenctas 
cubiertas  por  ¡a  voz  humana. 
Para  la  transmisión  telefónica 
de  una  conversación. 


I 


En  fas  líneas  digitales  de 
comunicación  se  colocan,  a  intervalos 
constantes  de  distancia,  una  serie 
de  repetidores  que  regeneran  la 
señal  inicial. 


SEÑAL  DIGITAL 
SEÑAL  ANALOGICA 


I 


En  la  figura  se  puede  comparar  la  representación  gráfica  de  una  señal 
analógica  con  la  correspondiente  a  una  señal  digital.  Como  se  puede 
comprobar,  en  el  primer  caso  la  gama  de  frecuencias  es  continua, 
mientras  que  en  el  segundo  es  discreta. 


118 


5MPUL50 
INICIAL 
V  -  2D0D  B/^ 

n  n 

M  M 

ANCHURA 
INFINITA 

n  n 

n  n 

2,5  KHz 

l,7KHz 

1,3  KHz 

0,9KHz 

0,5  KHz 

I 


Aquí  pueden  observarse  los  distintos  pasos 
de  deformación  de  urja  señal  a  medida  que 
disminuye  Ib  anchura  de  banda. 


etc.  varían  mucho  en  sus  capacida- 
des de  transmisión.  Un  ejemplo  clásico 
lo  constituye  la  comparación  entre  el  ca- 
ble coaxial  y  un  sencillo  par  de  alambres: 
en  el  primer  caso  se  puede  transmitir 
mucha  más  información  que  en  el  se- 
gundo- 

El  dato  imcial  del  que  se  parte  para  di- 
señar la  instalación  digital  de  teleproce- 
samiento  es  el  número  de  bits  por  se- 
gundo que  se  desean  transmitir. 

En  cuanto  al  diseno  de  la  parte  analó- 
gica, es  fundamental  tener  en  cuenta  las 
características  del  modem  utilizado  para 
las  conversiones  analógico/digitales.  Se 
define  la  anchura  de  banda  de  un  canal 
como  la  diferencia  entre  ta  frecuencia 
más  alta  que  puede  transmitir  y  la  fre- 


cuencia más  baja.  Por  ejemplo,  la  anchu- 
ra de  banda  de  las  líneas  telefónicas 
usuales  es  de  3.400-300=3.100  ciclo 
por  segundo.  La  unidad  asociada  a  la 
medida  de  frecuencias  y  equivalente  a 
un  ciclo  por  segundo  es  el  Hertzio.  Y, 
por  supuesto  un  Kilohertzio  representa 
1.000  Hz  o  1.000  ciclos  por  segundo. 

La  anchura  de  banda  no  reveía  los  va- 
lores de  las  frecuencias  de  transmisión, 
sino  que  sólo  indica  la  anchura  de  la 
gama  de  frecuencias  canalízables. 

La  capacidad  de  un  canal  analógico 
para  transmitir  información  es  propor- 
cional a  su  ancho  de  banda.  Por  ejem- 
plo, un  canal  de  transmisión  de  40  KHz 
puede  transmitir  cuatro  veces  más  bits 
por  segundo  que  uno  de  10  KHz. 


I  Para  saber  más 

¿En  qué  consiste  el  teleprocesamiento? 

En  conectar  equipos  situados  físicamente  lejos 
mediante  circuitos  de  transmisión.  De  esta 
forma  se  consigue  que  la  información  producida 
por  un  ordenador  pueda  ser  tratada  por  otro 
ordenador  o  por  una  persona  situada  a  muchos 
kilómetros  del  ordenador  de  origen, 

¿Qué  significa  tiempo  real  dentro  del  ámbito 
informático? 

Significa  que  la  transmisión  de  la  información  se 
realiza  tan  rápidamente  que  se  recibe 
prácticamente  en  el  mismo  instante  en  que  se 
emite.  Precisamente  por  esto  se  les  denomina 
sistemas  de  tiempo  real 

¿Cuáles  son  los  principales  tipos  de  sistemas 
de  transmisión? 

Se  puede  distinguir  ios  siguientes: 

1 .  Sistemas  con  transmisión  en  línea,  que  son 
los  que  envían  los  datos  directamente  é 
ordenador. 

2.  Sistemas  con  transmFSíón  fuera  de  linea,  tpB 
utilizan  memorias  auxiliares  para  almacenaí  los 
ddtos  a  utilizar  p o steriomnente  por  ei  ordenador. 

3 .  Sistemas  interactivos,  que  admitan  que  é 
usuario  dialogue»  con  é  ordenador. 

4.  Sistemas  no  interactivos,  que  pfocesaa  las 
órdenes  dadas  por  el  usuario  por  kjtes,  sin 
permitir  diálogo  mientras  se  efeoJtan. 

¿Cómo  s€  mide  la  capacidad  de  transmisión 
de  un  sisteina  de  tdeprocesamiento? 

Mediante  ta  reladón  de  dos  parámetros:  la 
cantidad  de  datos  transmitidos  y  el  tiempo 
necesario  parg  dicha  transmisión. 

CuarKÍo  vafios  usuarios  comparten  un  mismo 
sistema  de  comunicación,  ¿qué  niveles  de 
independencia  pueden  tener? 

Existen  tres  niveles  de  independencia: 

1 .  Independencia  limitada,  pudiendo  utilizar 
unos  programas  concretos  y  leyendo  y 
escribiendo  en  archivos  públicos. 

2.  independencia  limitada;  con  utilización  de 
archivos  privados  y  posibilidad  de  leer  en 
archivos  ajenos. 

3.  Sistemas  con  independencia  total,  en  tos 
que  cada  usuario  puede  producir  sus  propios 
programas. 


119 


Capacidad  máxima 
de  un  canal 

Sí  se  intentan  enviar  datos  con  un  an- 
cho de  banda  determinado  en  una  pro- 
porción demasiado  alta,  los  datos  se 
volverán  incongruentes  y  difíciles  de  in- 
terpretar. En  la  figura  se  ilustra  un  ejem- 
plo de  lo  que  ocurre.  Se  envía  una  se- 
cuencia binaria  compuesta  por  los  bits 
0010000100,  en  forma  de  impulsos 
cuadrados  y  con  una  proporción  de 
2.000  impulsos  por  segundo. 

Para  que  la  transmisión  fuera  escrupu- 


losamente perfecta  sería  necesario  un 
ancho  de  banda  infinito.  A  medida  que 
se  reduce  ta  anchura  de  banda,  disminu- 
ye el  parecido  de  la  señal  respecto  al  pa- 
trón inicial.  En  una  anchura  de  banda  de 
4  KHz  las  señales  tendrán  una  pe- 
queña distorsión;  a  1.300  Hz  la  distor- 
sión ya  es  considerable,  aunque  aún  se 
puede  reproducir  el  mensaje  iniciaL  A 
900  Hi  haría  falta  ya  un  circuito  electró- 
nico especial  para  poder  «entender»  el 
mensaje;  y  a  50O  Hz  la  señal  está  dema- 
siado desfigurada  como  para  obtener  el 
patrón  inicial  con  exactitud. 
En  la  actualidad  la  mayoría  de  los  sis- 


temas de  tele  proceso  funcionan  normad 
mente  con  transmisión  analógica,  debí- 
do  a  que  durante  muchos  años  se  han  in- 
vertido miles  de  millones  de  pesetas  er 
líneas  de  este  tipo.  Sin  embargo,  si  La 
tecnología  sigue  avanzando  lo  suficien- 
te como  para  reducir  costes,  en  un  futu- 
ro no  muy  lejano  se  impondrán  definiti- 
vamente los  sistemas  de  transmisión  di- 
gital. Probablemente,  las  conversación 
nes  telefónicas,  la  música,  las  señales 
de  imágenes,  etc.  que  hasta  ahora  har 
utilizado  canales  analógicos,  se  incorpc^ 
rarán  progresivamente  a  las  líneas  di- 
gitales. 


■ Tipos  de  líneas 
de  comunicación 

Existen  tres  tipos  principales  de  líneas  de 
comunicación: 

1.  Líneas  SIMPLEX,  que  son  las  que  sólo 

transmiten  en  una  dirección, 

2.  Líneas  SEMI-DÜPLEX,  que  pueden  transmitir 
en  las  dos  direcciones,  pero  sólo  en  una 
dirección  cada  vez. 

3.  Líneas  DUPLEX,  que  pueden  transmitir  en 
las  dos  direcciones,  incluso  simultáneamente. 

Evidentemente,  una  línea  dúplex  equivale  a  dos 
líneas  símplex,  usándose  en  direcciones 
opuestas. 

La  principal  desventaja  de  las  líneas  semi-dúplex 
es  que,  si  se  desea  que  los  datos  viajen  en 
ambas  direcciones,  por  ejemplo,  entre  un 
ordenador  y  un  operador  situado  a  distancia  de 
éL  cuando  el  ordenador  termina  de  transmitir 
habrá  que  invertir  la  dirección  de  la  línea  para 
que  el  operador  pueda  comunicarse  con  el 
ordenador.  Esta  operación  en  la  línea  hace  que 
la  transmisión  sea  más  lenta. 
Las  trarrsmisíones  símplex  y  semi-dúplex 
requieren  dos  conductores  para  completar  un 
circuito  eléctrico.  Como  de  alguna  forma  se 
puede  decir  que  una  línea  dúplex  está 
compuesta  por  dos  líneas  símplex,  cada  una  de 
las  cuales  va  en  una  dirección,  normalmente  se 
necesita  un  circuito  de  cuatro  conductores  para 
realizar  una  transmisión  dúplex  completa, 
aunque  en  algunos  casos  se  puede  realizar  tan 
sólo  con  dos  conductores, 


M  Para  saber  más 

¿Cuáles  son  los  principales  factores  que 
influyen  en  la  distorsión  de  las  señales 
transmitidas  en  los  sistemas  de 
teleprocesamiento? 

Cuanto  mayor  es  la  velocidad  o  la  distancia, 
mayor  es  la  distorisión  producida  sobre  las 
señales  originales. 

¿Qué  es  el  ruido  térmico? 

Es  el  ruido  producido  en  los  circuitos 
efectrónicos  debido  a  que  ios  átomos  que 
componen  los  materiales  utilizados  vibran  y 
difunden  ondas  electromagnéticas  de  distintas 
frecuencias. 

¿Qué  incidencia  tiene  el  ruido  térmico  sobre 
las  señales  enviadas? 

Se  mezclan  y  dificultan  la  reproducción  del 
mensaje  original. 

¿Se  puede  mantener  la  intensidad  inicial 
cuando  ia  distancia  que  tienen  que  recorrer 
los  datos  en  una  línea  digital  de 
comunicación  es  muy  larga? 

Sí.  Mediante  la  colocación  de  repetidores  cada 
cierta  distancia  se  puede  conseguir  que  la  señal 
no  pierda  intensidad  por  muy  largo  que  sea  el 
canal  por  el  que  circula. 

¿Se  pueden  amplificar  las  señales  en  las 
líneas  telefónicas? 

No.  Al  realizar  la  amplificación  de  la  señal 


recibida  se  amplifica  también  el  ruido  térmico  y 
las  distorsiones  producidas,  con  lo  que  la 
dificultad  de  interpretación  se  mantiene 
constante. 

¿A  qué  se  llama  frecuencia? 

A  la  velocidad  de  oscilación  de  una  señal.  Se 
mide  en  ciclos  por  segundo  o  hertzios. 

¿A  qué  se  llama  anchura  de  banda  de  un 
canal? 

A  la  diferencia  entre  la  máxima  y  mínima 
frecuencia  que  se  puede  transmitir  por  el  canal 

¿Tiene  alguna  relación  la  anchura  de  banda 
de  un  canal  y  la  capacidad  de  transmisión  del 
mismo? 

Sí.  La  capacidad  de  transmisión  de  información 
es  proporcionaf  a  la  anchura  de  banda. 

¿Cómo  se  puede  determinar  la  capacidad 
máxima  de  un  canal? 

Precisamente  en  función  de  fa  anchura  de  banda 
de  dicho  canal.  Si  W  es  la  anchura  de  banda  del 
canal,  S  es  la  intensidad  de  la  señal  y  N  la 
intensidad  del  ruido  térmico,  la  capacidad 
máxima  del  canal  viene  dada  por  la  expresión  de 
Shannon: 

S 

Wfog,(1  +  — 1 
N 


120 


entro  del  argot  in- 
formático, una  de 
las  palabras  que 
está  de  moda  es 
telemática.  A  lo 
largo  de  la  historia,  los  ordenadores  han 
producido  en  el  no  especialista  en  infor- 
mática distintas  reacciones:  asombro, 
desencanto,  temor...  Afortunadamente, 
en  la  actualidad  esas  reacciones  son 
cada  vez  menos  frecuentes. 

La  aparición  de  equipos  más  fáciles, 
tanto  de  utilizar  como  de  programar,  ha 
permitido  que  el  usuario  final  acepte  el 
ordenador  y  la  informática  como  lo  que 
realmente  es.  una  poderosísima  herra- 
mienta de  trabajo. 

Los  primeros  pasos  hacia  la 
teleinformática 

Las  empresas  de  todo  tipo  que  deci- 
dieron mecanizarse  individualmente 
hace  apenas  una  docena  de  años,  co- 
menzaron a  aprovechar  las  ventajas  que 
les  ofrecían  los  sistemas  de  comunica- 
ción al  separar  el  lugar  físico  donde  se 
manejan  los  datos  del  lugar  donde  éstos 
se  procesan. 

En  esa  época  los  centros  de  proceso 
de  datos,  además  de  encargarse  del  tra- 
tamiento de  la  información  individualiza- 
da, permitían  la  comunicación  inter-em- 
presas  de  ordenador  a  ordenador,  o  más 
propiamente  dicho:  de  sistema  informá- 
tico a  sistema  informático. 

Este  nuevo  servicio  solicitado  a  la  in- 
formática implicaba  solucionar  proble- 
mas que  no  le  eran  propios,  como  sal- 
var las  distancias  físicas  y  lógicas  que 
separan  a  los  distintos  equipos  implica- 
dos en  un  macrosistema  de  información. 

La  resolución  de  este  problema  con- 
lleva la  utilización  de  tecnología  de  tele- 
comunicaciones y,  debido  a  la  falta  de 
un  nexo  entre  ambas  ciencias  -teleco- 
municación e  informática-  surgieron  di- 
fíciles problemas  que  en  su  momento 
parecían  irresolubles,  pero  que,  poco  a 
poco,  se  han  ido  venciendo. 

En  la  actualidad  la  teleinformática  es 
una  ciencia  mixta,  cuyos  técnicos  deben 
tener  una  formación  ambivalente  en  in- 
formática y  comunicaciones. 

Un  usuario  de  sistemas  telemáticos 


Telemática 


La  síntesis  de 
informática  y 
telecomunicaciones 


que  necesite  localizar  una  determinada 
bibliografía  en  cualquier  punto  de  Euro- 
pa, puede  acceder  a  un  centro  bibliográ- 
fico conectado  a  la  red  internacional  y 
obtener  así  toda  la  información  mundial 
relacionada  con  et  tema  solicitado.  Para 
ello  es  necesaria  la  colaboración  de  la  in- 
formática, la  cual  se  encargará  de  que  la 
búsqueda  en  las  distintas  bases  de  da- 
tos se  realice  rápidamente.  Y  de  la  tele- 
comunicación, que  permitirá  que  los 
programas  de  búsqueda  puedan  exami- 
nar tanto  las  bases  de  datos  ubicadas  en 
el  país^de  origen  del  usuario,  como  cual- 
quier otra  localizada  incluso  en  distinto 
continente. 


Definición  de  telemática 

Con  la  aparición  de  la  telemática,  en 
muchos  casos  no  sólo  no  han  disminui- 
do las  dificultades,  sino  que  han  aumen- 


tado. En  los  sectores  industriales  exis- 
ten unos  períodos  de  amortización  que 
en  ningún  caso  pueden  ser  cumplidos 
con  la  infraestructura  necesaria  de  co- 
municaciones. 

La  tecnología  cambia  constantemente 
y  hace  que,  en  pequeños  períodos  de 
tiempo,  instalaciones  costosísimas  que 
aún  no  han  sido  amortizadas  queden  oí>- 
soletas.  Los  organismos  que  tienen  a  su 
cargo  la  explotación  de  las  redes  de  co- 
municación están  haciendo  consideiB- 
bles  esfuerzos  para  satisfacer  la  deoian- 
da  de  redes  de  comunicación  para  la 
transmisión  de  datos,  teniendo  en  cuen- 
ta los  anteriores  factores  ecooómicos. 

Para  evitar  que  los  costos  de  comuni- 
cación sean  tan  grandes  que  resulte  pro- 
hibitiva su  utilización,  se  esté  ut^ízando 
la  red  telefónica  para  la  instalación  de  re- 
des de  teleproceso,  aunque,  sin  ninguna 
duda,  este  no  es  el  «camino»  idóneo 
para  enviar  la  información. 


SANTANDER 


BARCELOTAj 


SEVILLA 


Mi    Las  primeras  redes  telemáticas  se  limitaban  a  comunicar  distintos  centros 
■    informáticos  dentro  de  un  mismo  país.  En  cada  centro  existían  dos  tipos  de 

ordenador:  uno  parñ  ia  gestión  de  íb  base  de  datos  y  otro 

especializado  en  ias  comunicaciones. 


121 


Como  antes  se  apuntaba,  para  que  el 
ordenador  dejara  de  ser  un  simple  pro- 
cesador de  datos  y  pasara  a  convertirse 
también  en  un  instrumento  de  comuni- 
cación, ha  sido  necesaria  la  colaboración 
de  dos  cíencjas:  las  TELEcomunicacio- 
nes  y  la  inlorM ATICA.  De  la  conjunción 
de  estas  dos  denominaciones,  nació  el 
término  telemática,  disciplina  cuyo  prin- 
cipal objetivo  es  permitir  al  hombre  el 
manejo  integral  de  la  información. 

La  palabra  telemática  ha  sido  objeto 
de  fuertes  controversias  en  cuanto  a  su 
adecuación  al  concepto  que  quiere  re- 


ICon  ei  tiempo  fueron  surgiendo  ias  redes  telemáticas  continentales  que 
comunicaban  entre  silos  principales  puntos  de  cada  país  y  desde  estos 
puntos  se  realizaba  posteriormente  ia  comunicación  con  la  red 
internacional 


presentar.  Su  principal  defecto  es  que 
no  hace  referencia  expresa  a  la  informa- 
ción; precisamente  por  ello  se  han  bus- 
cado nuevos  términos  como  teleberné- 
tica,  te leinform ática,  etc-  No  obstante,  el 
término  telemática  está  ya  lo  suficiente- 
mente extendido  como  para  imposibili- 
tar su  reconsideración. 

Redes  telemáticas 

Se  ha  mencionado  ya  la  sencillez  y 
economía  que  resulta  de  la  colaboración 


entre  la  informática  y  la  red  telefónica.  Si 
como  parece  previsible,  se  extiende  la 
distribución  de  emisiones  de  televisión 
por  cable,  en  un  futuro  próximo  será  po- 
sible que  la  utilización  de  esa  red  sea 
compartida  por  la  telemática.  Incluyen- 
do en  la  red  los  ordenadores  de  las  ins- 
talaciones públicas  (hospitales,  estado 
de  carreteras,  información  general-..)  el 
usuario  podrá  obtener  información  e  in- 
cluso actuar  sobre  un  determinado 
tema,  por  ejemplo,  realizando  el  pedido 
al  supermercado  de  forma  interactiva. 
Los  dos  países  en  los  que  más  ha 


122 


Interbiocaje 

Cuando  varios  procesos  se  encuentra  atascados 
esperando  cada  uno  de  ellos  a  que  se  cumplan 
unas  condiciones  que  dependen  de  los  otros 
procesos  y  nunca  se  van  a  cumplir,  se  dice  que 
se  está  produciendo  un  interbíocaje. 
Si  se  prepara  el  sistema  para  evitar  el 
interbíocaje  se  produce  una  pérdida  de 
eficiencia,  por  lo  que  en  cada  instalación  se 
debe  decidir  si  se  corre  el  riesgo  de  que  se 
produzca  el  interbíocaje  o  se  sacrifica  pane  de  !a 
eficiencia  a  cambio  de  seguridad. 
Existen  cuatro  condiciones  que  permiten  eliminar 
el  interbíocaje,  cumpliendo  una  sola  de  ellas  se 
garantizará  el  buen  funcionamiento  del  sistema: 

1.  Exefusión  mutua  en  e/  uso  de  fos  recursos. 

Los  recursos  generalmente  no  pueden  ser 
compartidos,  excepto  la  memoria. 


avanzado  la  telemática  son  Estados  Uni- 
dos  y  Francia. 

En  principio,  en  Estados  Unidos  se  co- 
menzó por  inte  reo  néctar  unos  pocos  or- 
denadores de  centros  de  investigación 
para  que  Gualaquiera  pudiera  disponer 
de  los  resultados  producidos  por  el 
resto. 

El  sistema  se  basaba  en  dos  tipos  dis- 
tintos de  ordenadores,  unos  se  utiliza- 
ban de  forma  tradicional,  es  decir,  para 
actualizar  las  bases  de  datos  y  solicitar 
información,  mientras  que  los  otros  se 
especializaban  en  la  comunicación-  Esta 


red  americana  fue  creciendo  rápidamen- 
te y  en  la  actualidad  están  conectados 
entre  sí  ios  principales  centros  del  mun- 
do occidental. 

En  cuanto  a  Francia,  el  auge  de  la  te- 
lemática comenzó  en  1976  cuando  el 
presidente  Giscard  solicitó  al  inspector 
general  de  finanzas  un  informe  sobre  la 
informática.  Dos  años  más  tarde  el  pre- 
sidente recibió  un  contundente  y  exten- 
so informe  en  el  que  por  primera  vez 
apareció  el  término  telemática  [telemati- 
que),  que  causó  un  enorme  interés.  En 
este  informe  se  apuntaba  que  la  telemá- 


1.  Asignación  de  los  recursos  ^paso  a  paso)). 

Si  a  un  proceso  se  le  asignan  todos  los  recursos 
que  va  a  necesitar  no  puede  haber  interbíocaje. 
Esta  condición  sí  puede  ser  conseguida,  pero  la 
eficiencia  del  sistema  baja  muchísimo. 

3.  Ausencia  de  reentrarjcia. 

Que  no  haya  reentrancia  implica  que  un  proceso 
sólo  puede  ceder  un  recurso  por  su  «propia 
voluntad».  Esta  condición  es  fácilmente 
conseguible,  pero  también  hace  perder  eficacia 
al  sistema. 

4.  Exefusión  de  espera  circuiar. 

Haciendo  que  las  peticiones  de  recursos  ^gan 
un  orden  fijo,  se  evita  la  circularidad.  Para 
conseguir  esta  condición  se  puede  marcar  un 
orden  prefijado  por  el  sistema  o  fijar  \m 
algoritmo  que  permita  establecer  un  orden 
dinámico.  Esta  es  en  la  práctica  la  forma  más 
sencilla  de  evitar  el  interbíocaje. 


^  Mediante  !a  utilización  de  los  satélites  de  comunicacior}e8, 

^  fa  telemática  ha  visto  incrementadas  de  forma  muy 

Hjj  notable  sus  posibilidades 

™  a  nivel  mundiaf. 


[ORDENADORS] 


ILos  cuatro  pilares  en  los  que  se  basa 
la  telemática  son:  fos  ordenadores,  la  microelectrónica, 
las  finéas  de  comunicación  y 
las  bases  de  datos. 


123 


I  Para  saber  más 

¿Oué  diferencia  existe  entre  computación  y 
tratamiento  de  la  información? 

El  término  computación  liace  referencia  a  la 
resolución  de  probfemas  mediante  un 
ordenador,  mientras  que  tratamiento  de  la 
información  es  un  término  muclio  más  amptio, 
no  incluye  sólo  el  cálculo  a  partir  de  unos  datos, 
sino  que  también  se  encarga  de  la  gestión,  Ea 
transmisión,  etc. 

¿Qué  diferencia  existe  entre  informática  y 
telemática? 

La  informática  se  encarga  de  resolver  probfemas 
de  computación,  mientras  que  la  telemática, 
además  del  proceso  de  datos,  se  encarga  de  la 
transmisión  de  la  información, 

¿Cuáles  son  los  principales  ingredientes  de  la 
telemática? 


tica  no  sólo  era  una  herramienta  como 
lo  había  sido  antes  la  informática,  sino 
que  podía  suponer  una  verdadera  revo- 
lución social.  En  dicho  informe  se  decía 
textualmente:  «La  red  telemática,  a  dife- 
rencia de  la  red  eléctrica,  no  conducirá 
una  corriente  inerte,  sino  que  conducirá 
la  información,  es  decir,  el  poder.» 

También  se  argumentaba  la  posibili- 
dad de  imponerse  en  esta  nueva  ciencia 
como  estrategia  para  poder  dialogar  de 
igual  a  igual  con  IBM. 

No  sólo  es  en  estos  dos  países  don- 
de se  investiga  acerca  de  la  telemática. 
En  1978,  los  laboratorios  de  la  British 


Post  Office  consiguieron  la  integración 
de  televisión  e  informática,  bautizándola 
como  Viewdata;  disciplina  que  en  Espa- 
ña se  ha  traducido  como  Vídeo-texto. 

La  Compañía  Telefónica  Na  cío  na  f  de  Es- 
paña también  ha  dado  importantes  pa- 
sos, y  aprovechando  el  campeonato 
mundial  de  fútbol  de  1982  se  hizo  un 
lanzamiento  internacional  de  los  produc- 
tos telemáticos  españoles. 

Los  principales  servicios  ofrecidos  por 
la  CTNE  son  ef  servicio  Teletex,  el  servi- 
cio público  de  conmutación  de  mensa- 
jes, servicio  de  alarmas,  servicio  facsí- 
mil, etc. 


La  palabra  telemática  tiene  por  origen  los 
nombres  de  las  dos  técnicas  en  las  que  se  basa: 
telecomunicaciones  e  informática.  Sí  tenemos 
que  destacar  los  principales  campos  que  abarca 
citaremos:  ordenadores,  comunicaciones, 
microelectrónica  y  bases  de  datos. 

¿Con  qué  otros  nombres  se  conoce  a  la 
telemática? 

Teleinformática,  telecomputación,  telebernética, 
etc.  No  obstante,  el  término  más  extendido  es, 
sin  duda,  ef  de  telemática. 

¿Qué  implicación  ha  tenido  la  telemática  en 
los  centros  de  proceso  de  datos? 

La  aparición  y  evofución  de  k>s  centros  de 
proceso  de  datos  alejó  progresivamente  fa 
informática  de  los  usuarios  finales.  Sin  embargo, 
este  distanciamiento  ha  comenzado  a 
desaparecer,  ya  que  la  telemática  ha  supuesto  la 
aparición  de  un  nuevo  tipo  de  informática  a  la 
que  podemos  calificar  de  ((informática  de 
consumo)). 

¿De  qué  medios  se  sirve  la  telemática? 

Los  aparatos  que  normalmente  se  utifizan  en  un 
hogar  para  conectar  con  el  mundo  exterior  son 
el  teléfono  y  el  televisor.  Estos  mismos  son 
los  medros  utilizados  por  la  telemática  como 
puntos  terminafes  de  las  redes. 


I 


I 


Los  medios  utilizados  en 
fos  hogares  oanvenoionales 
para  oonectar  con  las 
redes  telemáticas  son  el 
televisor  y  ef 
teléfono. 


I 


Al  abonado  de  un  servicio 
telemático  doméstico  se  le 
facffita  un  pequeño  teclado 
con  ef  que  puede 
seleccionar  la  información 
que  merece  su  interés. 


Los  usuarios  de  una  base  de  datos  no  necesitan  conocer  ningún  lenguaje  de 
programación  para  realizar  sus  consultas.  Basta  con  que  se  dejen  ffevar  por  las 
preguntas  que  les  hace  ef  sistema. 


124 


Indice  temático 


IEI  nacimiento 
de  la  informática 


Generaciones  de  ordenadores  5 

Antecedentes  históricos   5 

Las  máquinas  de  Babbage  .   7 

Hacia  el  ordenador  actual  .   7 

Generaciones  de  los  ordenadores  .   7 

Primera  generación   8 

Segunda  generación   9 

Tercera  generación    10 

Cuarta  generación                                     .  12 

Cuadros 

Evolución  hacia  ei  ordenador  electrónico   7 

Orden  de  magnitudes  temporales   8 

Las  generaciones  de  los  ordenadores    10 

Cómo  se  mide  la  memoria  de  un  ordenador  ...  11 


I Ordenadores, 
minis  y  micros 

El  universo  de  los  ordenadores  digitales  13 

Tipos  de  ordenadores  ,   13 

i    Los  ordenadores  digitales                            .  13 

'    Ordenadores                                           .  ,  13 

Miniordenadores   14 

Microordenadores   15 

En  la  senda  de  la  integración    15 

Principales  diferencias  entre  minis  y  mainframes  1  6 

Ordenadores  vectoriales   17 

Ordenadores  especializados   19 

Procesamiento  de  imágenes   21 

Sistemas  robots   22 

Mecanización  del  diseño    23 

Cuadros 

Evaluación  de  ordenadores  ,  ,  ,  ,   19 

Planificación  de  una  actividad  informática  ,  .  .  .  .  23 


I  I  La  arquitectura 
de  los  ordenadores 

Unidad  central  de  proceso 

y  unidades  periféricas  25 

Unidad  Central  de  Procese   25 

Unidades  periféricas    28 


IDel  microprocesador 
al  microordenador 


La  revolución  microinformática  29 

Definición  de  microprocesador   29 

Aplicaciones  del  nnicroprocesador  ..........  29 

Características  básicas  del.  microprocesador  ...  31 

La  revolución  del  microprocesador  ,  .  3T 

El  nnicroordenador  .   32 

Unidades  funcionales  de  un  microordenador   .  .  32 

El  ordenador  personal  .   33 

¿Qué  es  V  qué  no  es  un  ordenador  personal?  .  .  36 


"  Estructura  de  un 

I sistema 
microordenador 


CPU,  memoria  y  dispositivos  periféricos  37 

Bus  de  datos   37 

Bus  de  direcciones   38 

Bus  de  control    38 

La  esencia  de  la  CPU    39 

Unidad  de  control    39 

Unidad  aritmético-lógica   33 

Unidades  de  memoria   39 

Memona  RAM  

Memoria  ROM   

Cometido  de  la  unidad  aritmético-lógica  ..... 

Procedimientos  operativos    — 


Operadores  con  dos  registros  de  entrada  y 

registro  de  salida    ^§ 

Operadores  con  acumulador,  en  paralelo  

Organización  de  la  UAL   ^ 

Operaciones  de  la  UAL  .   — í 

Dispositivos  periféricos  

Tipos  de  periféricos   .  .  .  

Periféricos  de  comunicación   3? 

Periféricos  de  almacenamiento  ..........  zC 


Cuadros 

Programa  para  el  cálculo  de  hipotenusas 

Máquinas  de  Tunng  

Tabla  de  periféricos  .............. 


I Unidades 
de  memoria 


De  la  memoria  principal 

a  los  soportes  masivos  53 

Clasificación  .   53 

Características  generales  de  las  memorias  ....  54 

Clasificación  básica  de  las  memorias  centrales  .  54 

Memoria  de  masa  .   55 

Cuadros 

Memorias  de  núcleos  de  ferrita   57 

ILa  memoria  central 
de  los 
microordenadores 

Organización  y  funcionamiento  58 

Matriz  de  memoria    58 

Decodificador  de  direcciones    58 

Registro  de  información  .  _   58 

Lógica  de  control  ,   60 

Memorias  a  semiconductores   61 

Tecnología  de  las  memorias  RAM  a  semi* 

conductores   61 

Memorias  RAM  estáticas   61 

Memorias  RAM  dinámicas    62 

Tecnología  de  las  memorias  PROM   63 

Estructura  de  las  memorias  UV-EPROM  ......  64 

Operaciones  en  memoria  RAM   64 

Operación  de  lectura  en  una  memoria  RAM  ...  64 

Operación  de  escritura  en  una  memoria  RAM..  64 

Operaciones  en  las  memorias  ROM   66 

Operaciones  de  lectura  en  una  memoria  ROM  .  67 

Memonas  especializadas   67 

Memorias  LIFO                                        ,  ,  67 

Memorias  FIFO                                        _  70 

Memorias  asociativas                                 .  70 

Estructura  de  una  memoria  CAM   ,  ,  ,  71 

Cuadros 

Memorias  de  «burbuja»  y  de  tecnología  CCD  .  .  72 

(Unidades 
de  entrada/salida 

Vías  de  enlace  con  la  periferia 

del  ordenador  73 


Intercambio  de  información  con  el  exterior  ....  73 

Justificación  de  las  unidades  de  entrada/salida  .  74 

Tipos  de  unidades  de  E/S   75 

Canales    75 

Controladores  de  periféricos   75 

ícinterface»  entre  la  CPU  y  la  unidades  periféricas  76 

Prioridades  de  acceso  .  .  ,  ,   76 

Tipos  de  transmisión    77 

Modalidades  de  transmisión   79 

Procesos  solapados   79 

Técnicas  para  procesos  solapados   79 

Tipos  de  sincronización    80 

Formatos  normalizados  de  E/S   80 

Interface  RS-232   .   .  .  _  82 

Interface  CENTRONICS   82 


Evolución  de  los 

dispositivos 

periféricos 


De  la  tarjeta  perforada 

al  tambor  magnético  83 

La  tarjeta  perforada   83 

Lectora/perforadora  de  fichas   84 

Verificadoras  y  clasificadoras   ,  .  .  .  86 

La  cinta  de  papel  perforada  „  87 

Lectora/perforadora  de  banda  de  papel   88 

El  tambor  magnético   89 

Evolución  de  las  memorias  de  masa    90 

Cuadros 

Algunos  periféricos  clásicos  ....    85 

Unidades  auxiliares  de  entrada  de  datos    88 

Arquitectura  pipe-line   90 


SLos  modernos  soportes 
de  información 

Superficies  magnéticas 

y  memorias  ópticas  91 

Cintas  magnéticas   91 

Tipos  de  cintas  magnéticas  ,  .   92 

Discos  magnéticos   93 

Tipos  de  discos  magnéticos   95 

El  futuro  de  las  cintas  magnéticas  ..........  95 

Las  memorias  ópticas   96 

Funcionamiento  de  las  memorias  ópticas  .....  96 

Otros  componentes  ópticos  en  el  ordenador  del 

futuro  . .  .  _   97 


126 


Cuadros 

Características  funcionales  de  las  cintas  y  discos 
magnéticos   93 

ILos  periféricos  de  la 
microinformática 
doméstica 


Accesorios  para  el  ordenador  en  casa  101 

Periféricos  de  entrada  o  salida   99 

Unidades  de  almacenamiento   100 

Cinta;  la  alternativa  económica   101 

Disco:  rapidez  y  organización   _  .  .  _  .  102 

Otros  dispositivos  periféricos   104 

ICPU  de  grandes 
ordenadores 

Procesadores  científicos, 

de  gestión  y  ambivalentes  105 

CPU  de  ordenadores  científicos   ...........  105 

CPU  de  ordenadores  de  gestión  ,   105 

CPU  de  máquinas  ambivalentes  ,   106 

Características  de  los  ordenadores  mixtos  de 

gestión  y  científicos   107 

I  Multiprocesamiento 

Naturaleza,  ventajas  e  inconvenientes 

de  los  multiprocesadores  109 


Tipos  de  multiprocesadores   109 

Ventajas  e  inconvenientes  del  multiprocesa- 
miento  lio 

Algunos  multiprocesadores  concretos   111 


I  Teleprocesamiento 

Enlace  de  ordenadores  remotos  113 

Tipos  de  sistemas  de  transmisión  113 

Capacidades  de  la  transmisión  114 

Partición  del  tiempo  ,    114 

Lineas  de  comunicación    115 

Distorsiones  en  la  línea  de  connunicación  .  ,  .  . .  116 

Ruido  térmico   117 

Canales  de  transmisión  digital  -  117 

Líneas  telefónicas    117 

El  modem   117 

Anchura  de  banda   118 

Capacidad  máxtma  de  un  canal  120 

Cuadros 

Tipos  de  líneas  de  comunicación  ,  .  .  .   120 


I  Telemática 

La  síntesis  de  informática 

y  telecomunicaciones  121 

Los  primeros  pasos  hacia  la  teleinformáiica  .  .  ,  121 

Definición  de  telemática   _  121 

Redes  telemáticas   122 

Cuadros 

Interblocaje  .  ,  .  .  ,   .  .    _    _  123 


127